| 【中文题名】 | PZT/IPN复合材料的制备和电性能研究 |
| 【英文题名】 | Preparation and Electric Property Studies of PZT/IPN Composites |
| 【学科专业】 | 无机化学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-14 |
| 【中关键词】 | 复合材料,介电性能,压电性能,锆钛酸铅,互穿聚合物网络, |
| 【英关键词】 | Composites,Dielectric Property,Piezoelectric Property,Lead Zirconate Titanate （PZT）,Interpenetrating Polymer Networks （IPN）, |
| 【分类导航】 | 工业技术>化学工业>硅酸盐工业>陶瓷工业>基础理论> |
| 【论文摘要】 |
综合利用锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷、互穿聚合物网络(IPN)两种材料各自的优点,制备了0-3型和1-3型PZT/IPN复合材料,并对其电性能进行了研究。
采用溶胶-凝胶法制备了PZT纳米陶瓷粉体和PZT陶瓷纤维。将PZT前驱体溶胶蒸馏浓缩至粘度急剧增大而成为凝胶时,挑丝得到PZT凝胶纤维,凝胶纤维与剩余凝胶经热处理得到PZT陶瓷纤维和PZT陶瓷粉体,纤维直径约为25μm~50μm、长度最大达7cm,粉体为纳米级颗粒。通过热分析和XRD,分析了热处理过程中PZT的晶型转变过程和晶粒大小的变化,从而确定了烧结程序。研究了粉体预热温度、频率、环境温度等工艺参数及条件对PZT陶瓷电性能的影响。
分别以PZT陶瓷粉体和陶瓷纤维为压电相,以同步互穿法制备的IPN为基体相,采用溶液混合法制备了0-3型PZT/IPN复合材料,采用纤维束灌注IPN的方法制备了1-3型PZT/IPN复合材料。研究了电晕极化处理方式对PZT陶瓷和PZT/IPN复合材料电性能的影响,确定了二者的极化参数。PZT/IPN复合材料形貌观察的结果显示:0-3型复合材料中PZT陶瓷粉体保持了粉体颗粒的尺寸和形状,且分布较均匀。1-... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-22 |
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1.1 课题背景 |
9 |
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1.2 PZT压电陶瓷 |
9-15 |
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1.2.1 材料的压电机理 |
9-11 |
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1.2.2 PZT压电陶瓷概述 |
11-12 |
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1.2.3 PZT陶瓷粉体制备方法研究现状 |
12-13 |
|
1.2.4 PZT陶瓷纤维制备方法研究现状 |
13-15 |
|
1.3 压电复合材料 |
15-20 |
|
1.3.1 压电复合材料简介 |
15-16 |
|
1.3.2 基体相的选择 |
16-17 |
|
1.3.3 0-3 型压电复合材料研究现状 |
17-19 |
|
1.3.4 1-3 型压电复合材料研究现状 |
19-20 |
|
1.4 论文研究的主要内容 |
20-22 |
|
第2章 实验及测试方法 |
22-31 |
|
2.1 实验药品与仪器 |
22-23 |
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2.1.1 实验药品 |
22 |
|
2.1.2 实验仪器 |
22-23 |
|
2.2 PZT陶瓷纤维及陶瓷粉体的制备 |
23-27 |
|
2.2.1 PZT溶胶的制备 |
23-24 |
|
2.2.2 PZT陶瓷纤维的制备 |
24 |
|
2.2.3 PZT陶瓷粉体的制备 |
24-26 |
|
2.2.4 PZT陶瓷的极化 |
26-27 |
|
2.3 PZT/IPN复合材料的制备 |
27-28 |
|
2.3.1 IPN基体相的制备 |
27 |
|
2.3.2 0-3 型PZT/IPN复合材料的制备 |
27-28 |
|
2.3.3 1-3 型PZT/IPN复合材料的制备 |
28 |
|
2.3.4 PZT/IPN复合材料的极化 |
28 |
|
2.4 测试表征方法 |
28-30 |
|
2.4.1 差热-热重分析 |
28 |
|
2.4.2 XRD衍射分析 |
28 |
|
2.4.3 形貌观测 |
28-29 |
|
2.4.4 介电性能测试 |
29-30 |
|
2.4.5 压电性能测试 |
30 |
|
2.5 本章小结 |
30-31 |
|
第3章 PZT陶瓷粉体及纤维的性能研究 |
31-42 |
|
3.1 PZT粉体及纤维热处理程序的确定 |
31-33 |
|
3.2 热处理过程中PZT陶瓷粉体及陶瓷纤维的形貌 |
33-36 |
|
3.2.1 PZT陶瓷纤维的形貌 |
33-35 |
|
3.2.2 PZT陶瓷粉体的形貌 |
35-36 |
|
3.3 预热温度和极化处理对PZT陶瓷介电性能的影响 |
36-38 |
|
3.4 温度和极化处理对PZT陶瓷介电性能的影响 |
38-39 |
|
3.5 预热处理温度对PZT陶瓷压电性能的影响 |
39-40 |
|
3.6 本章小结 |
40-42 |
|
第4章 PZT/IPN复合材料的电性能研究 |
42-57 |
|
4.1 互穿聚合物网络（IPN）的电性能 |
42-44 |
|
4.1.1 IPN的介电性能 |
42-44 |
|
4.1.2 IPN的压电性能 |
44 |
|
4.2 0-3 型和1-3 型PZT/IPN复合材料的微观形貌 |
44-46 |
|
4.3 PZT/IPN复合材料极化条件的确定 |
46-47 |
|
4.3.1 极化场强 |
46 |
|
4.3.2 极化温度 |
46-47 |
|
4.3.3 极化时间 |
47 |
|
4.4 0-3 型PZT/IPN复合材料的介电性能 |
47-52 |
|
4.4.1 PZT质量含量对0-3 型PZT/IPN复合材料介电性能的影响 |
47-49 |
|
4.4.2 压电相极化处理对0-3 型PZT/IPN复合材料介电性能的影响 |
49-50 |
|
4.4.3 温度对0-3 型PZT/IPN复合材料介电性能的影响 |
50-52 |
|
4.5 0-3 型PZT/IPN复合材料的压电性能 |
52-53 |
|
4.5.1 PZT质量含量对0-3 型PZT/IPN压电性能的影响 |
52-53 |
|
4.5.2 压电相极化处理对0-3 型PZT/IPN复合材料压电性能的影响 |
53 |
|
4.5.3 粉体粒度对0-3 型PZT/IPN复合材料压电性能的影响 |
53 |
|
4.6 1-3 型PZT/IPN复合材料的电性能研究与比较 |
53-55 |
|
4.6.1 1-3 型PZT/IPN复合材料的介电性能 |
53-55 |
|
4.6.2 1-3 型PZT/IPN复合材料的压电性能 |
55 |
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4.7 本章小结 |
55-57 |
|
结论 |
57-58 |
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参考文献 |
58-62 |
|
攻读学位期间发表的学术论文 |
62-63 |
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哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 |
63 |
|
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 |
63 |
|
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理 |
63-64 |
|
致谢 |
64 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.51798 |
