壓電陶瓷聚合物復合材料結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于壓電陶瓷聚合物復合材料范疇，提供了一種壓電陶瓷聚合物復合材料結構。
【背景技術】
[0002]壓電陶瓷聚合物復合材料是一種由壓電陶瓷相(如PZT)和高分子聚合物(如PVDF)通過復合工藝而構成的新型材料。壓電陶瓷材料具有壓電性能優(yōu)良、介電損耗低和機電耦合系數(shù)大等優(yōu)點，但其成硬而脆，不易成型加工，耐沖擊性能差。而壓電聚合物雖然具有密度低、柔韌性好，可制備成大而均勻的薄膜，但其壓電性能差。
[0003]在目前的壓電復合材料體系中，0-3型壓電復合材料中壓電顆粒之間被有機聚合物相充滿，陶瓷顆粒連通性較差，且介電常數(shù)相差較大，導致其陶瓷相極化困難；同時兩相間力學性能的差異導致其兩相間力的傳導較為困難；最終導致復合材料壓電性能較差。
[0004]目前文獻中報道的提高復合材料壓電性能的方式主要是兩種(I)提高陶瓷相的體積分數(shù)，當陶瓷相體積分數(shù)超過80%時，壓電性能有大幅提高，壓電應變常數(shù)d33可超過90pC/N，但是陶瓷相體積分數(shù)過高會導致復合材料韌性較差。(2)加入第三相導電/半導化材料，目的是提高陶瓷相的極化性能，但往往提高有限，同時第三相導電材料加入過多會導致其它一些負面影響，如損耗過大。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決陶瓷相體高體積分數(shù)下壓電陶瓷聚合物復合壓電材料韌性差的問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種壓電陶瓷聚合物復合材料結構，包括壓電陶瓷材料層以及設置在壓電陶瓷材料層上的聚合物絲網(wǎng)膜，所述聚合物絲網(wǎng)膜呈網(wǎng)格結構，聚合物絲網(wǎng)膜將壓電陶瓷材料層分隔成一維陣列結構，所述壓電陶瓷材料層的壓電陶瓷材料為0-3型壓電復合材料。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述聚合物絲網(wǎng)膜的絲網(wǎng)目數(shù)為40~300目，絲網(wǎng)孔形狀為圓形、或正方形、或任一其它多邊形狀。
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]陶瓷相高體積分數(shù)下的0-3型壓電陶瓷聚合物復合壓電材料有較好的壓電性能但其柔韌性較差，引入聚合物絲網(wǎng)膜層將0-3型復合材料制備成準1-3型復合材料，在不影響其壓電性能的前提下提高了復合材料的柔韌性。
[0010]本實用新型壓電陶瓷聚合物復合材料制備工藝簡單，成本低廉，可制備出綜合性能優(yōu)異的壓電陶瓷聚合物復合壓電材料，可制備大尺寸壓電復合薄膜，有望應用于壓電觸控板，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1本實用新型壓電陶瓷聚合物復合材料剖面圖；
[0012]圖2為圖1的俯視圖；
[0013]圖中標示:1_壓電材料層；2_聚合物絲網(wǎng)膜。
【具體實施方式】
[0014]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結合實施例對本發(fā)明作進一步詳述，所有實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0015]一種壓電陶瓷聚合物復合材料結構，包括壓電材料層I以及設置在壓電材料層上的聚合物絲網(wǎng)膜2，所述聚合物絲網(wǎng)膜2呈網(wǎng)格結構，聚合物絲網(wǎng)膜2將壓電材料層I分隔成一維陣列結構，所述壓電陶瓷材料層I的壓電材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復合材料。所述聚合物絲網(wǎng)膜2的絲網(wǎng)目數(shù)為40~300目，絲網(wǎng)孔形狀為正方形。
[0016]本實用新型壓電陶瓷聚合物復合材料的制備方法如下:
[0017]采用傳統(tǒng)固相法制備PLZT，按照化學計量配比，經(jīng)混料、預燒、乳膜成型、沖片、排膠、燒成制備出壓電陶瓷片，將陶瓷片在振磨機中振磨，過不同目數(shù)的網(wǎng)篩，制備成不同粒度的PLZT陶瓷粉待用。
[0018]將PVDF和N，N- 二甲基乙酰胺溶劑混合，待PVDF溶解完全后，加入300~350目的PLZT陶瓷粉，電動攪拌后旋轉蒸發(fā)到所需粘度后倒入自制的流延裝置中，裝置底部放置一張80目的PVDF絲網(wǎng)，刮平烘干制得0.2~0.4 mm厚的薄膜，薄膜在平板硫化機上熱壓成型制備成壓電陶瓷聚合物復合壓電材料。
【主權項】
1.一種壓電陶瓷聚合物復合材料結構，其特征在于:包括壓電材料層(I)以及設置在壓電材料層上的聚合物絲網(wǎng)膜(2)，所述聚合物絲網(wǎng)膜(2)呈網(wǎng)格結構，聚合物絲網(wǎng)膜(2)將壓電材料層(I)分隔成一維陣列結構，所述壓電材料層(I)的壓電材料為0-3型壓電陶瓷聚合物復合材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓電陶瓷聚合物復合材料結構，其特征在于:所述聚合物絲網(wǎng)膜(2)的絲網(wǎng)目數(shù)為40~300目，絲網(wǎng)孔形狀為圓形、或正方形、或任一其它多邊形狀。
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓電陶瓷聚合物復合材料結構，包括壓電材料層以及設置在壓電材料層上的聚合物絲網(wǎng)膜，所述聚合物絲網(wǎng)膜呈網(wǎng)格結構，聚合物絲網(wǎng)膜將壓電材料層分隔成一維陣列結構，所述壓電材料為0-3型陶瓷聚合物壓電復合材料。本實用新型壓電陶瓷聚合物復合材料結構的制備工藝簡單，成本低廉，適于商業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】H01L41-18, H01L41-37
【公開號】CN204441337
【申請?zhí)枴緾N201520145777
【發(fā)明人】馮玉華, 范景波, 李旺
【申請人】蘇州攀特電陶科技股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月16日