夹层压电复合材料的研究

使用碳黑／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）导电复合材料与０－３型ＰＺＴ／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）压电复合材料进行二次结构复合,形成夹层压电复合材料,对其压电性能进行了分析测试。研究结果表明,夹层压电复合材料的压电系数（ｄ３３、ｄ３１）比原单层０－３型ＰＺＴ／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）压电复合材料有明显提高。此外,从理论上分析说明了其压电系数提高的原因在于夹层压电复合材料受到外部应力作用时,产生了内部应力。     

1—3型压电陶瓷复合材料的研究

本文主要介绍１－３型压电陶瓷复合材料，并将它的主要性能与纯ＰＺＴ陶瓷材料进行了比较，找到了１－３型压电陶瓷复合材料的机电性能随ＰＺＴ陶瓷材料体积比变化的规律。     

0-3型压电复合材料的硬球无规堆积模型

根据换能器用０－３型压电复合材料中压电陶瓷颗粒精度相等及分布均匀的特性,建立了０－３型压电复合槽糕的硬球无规堆积模型,阐明了复合材料中包裹压电陶瓷颗粒的聚合物厚度随压电陶瓷体积比的变化,给出了不同制备工艺（流延法、热压法）制备理想换能器用０－３电压复合材料的最大压电陶瓷的体积比。并基于广义自洽模型分析了０－３压电复合材料的中压电陶瓷颗粒的有效极化场。     

PbTiO3—F24压电复合材料的研究

采用ＰｂＴｉＯ３陶瓷微粉和氟树脂Ｆ２４制备压电复合材料，研究了ＰｂＴｉＯ３－Ｆ２４复合材料配方和工艺，测试和分析了该材料的物理性能和压电性能。     

PZT—PVDF复合材料的制备及其压电性

采用陶瓷ＰＺＴ微粉和高聚物ＰＶＤＦ制备复合材料，并形成一整套成熟的工艺，对复合材料的压电常数ｄ３３和介电常数进行了测量，结果显示ＰＺＴ－ＰＶＤＦ复合材料具有良好的压电性能。     

0—3型压电陶瓷—聚合物复合材料的乘积性质

提出０－３型压电陶瓷－聚合物复合材料具有乘积性质，并基于复合材料的串联和并联模型进行了理论分析，分析表明，０－３型压电陶瓷－聚合物复合材料产生最大乘积效应的必要条件为两组元的体积分数约０．５左右，作为实例，分析了ＰＺＴ－ＰＶＤＦ、ＴＧＳ－ＰＶＤＦ和ＢＴ－ＰＶＤＦ热释电复合材料的实验结果，发现了增强热释电效应，结果与理论预测相符合。     

串联2—2复合材料的介电击穿研究

研究了串联2－2型复合材料的介电击穿特性。串联2－2型压电复合材料结构较为简单，它是研究具有复杂连通性压电复合材料的基础。根据能量守恒定律，推导出串联2－2复合材料中压电陶瓷PZT层上和聚合物PVDF层上的电场强度Ec、Ep。由于压电陶瓷的介电常数εc(≈1600ε0)远远大于聚合物的介电常数εp(≈12εo)，因此Ep远远大于Ec。尽管PVDF的介电强度高于PZT的介电强度，但由于Ep远远大于Ec，所以串联2－2型压电复合材料的介电击穿往往是从聚合物层开始的，最后导致复合材料整体被击穿。对理论计算进行了实验验证，结果表明：在PZT含量较低时，计算值与试验值比较接近，但随着复合材料中PZT含量的提高，二者的偏差越来越大。文章最后定性讨论了在高PZT含量时复合材料的计算值与试验值偏差较大的原因。     

PZT－PVDF复合材料的制备及其压电性

采用陶瓷ＰＺＴ微粉和高聚物ＰＶＤＦ制备复合材料，并形成一整套成熟的工艺。对复合材料的压电常数ｄ＿（３３）和介电常数进行了测量，结果显示ＰＺＴ－ＰＶＤＦ复合材料具有良好的压电性能。     

2-2型水泥基压电机敏复合材料的研制

在土木工程领域中，智能结构系统越来越受到人们的重视，而在智能结构系统中机敏材料是不可缺的元素，它是构成智能结构中的传感器和驱动器的关键材料。针对目前土木工程领域智能结构中存在的结构材料与机敏材料相容性差问题，采用水泥基材料作为压电机敏复合材料的基体，通过调节水泥基材料组分和比例，克服水泥基材料与压电陶瓷在密度上的悬殊差异为材料准备带来的困难，制备出2－2型水泥基压电机敏6复合材料。同时，采用集成了微型计算机、MTS自动伺服试验机、示波器、信号发生器、线性放大器和HP－IB界面的测试系统测量2－2型水泥基压电复合材料的弹性性能、传感性能和驱动性能。实验结果表明，在实验范围里，该材料具有线弹性性能；传感性能和驱动性能具有明显的频率依赖性；在超低频范围内，2－2型水泥基压电复合材料的压电电压系数的模值随频率线性增大，相角随频率增大开始时增大较快，随后趋于一常数；2－2型水泥基压电复合材料的压电性能与聚合物基压电复合材料相似。     

0—3型压电陶瓷－聚合物复合材料的乘积性质

提出０—３型压电陶瓷－聚合物复合材料具有乘积性质，并基于复合材料的串联和并联模型进行了理论分析。分析表明，０—３型压电陶瓷－聚合物复合材料产生最大乘积效应的必要条件为两组元的体积分数约０．５左右。作为实例，分析了ＰＺＴ－ＰＶＤＦ、ＴＧＳ－ＰＶＤＦ和ＢＴ－ＰＶＤＦ热释电复合材料的实验结果，发现了增强热释电效应，实验结果与理论预测相符合