TiO2含量对压电纤维复合材料抗拉及驱动应变性能的影响

无机材料学报, 2015, 30(2): 165-170. doi: 10.15541/jim20140269

TiO2含量对压电纤维复合材料抗拉及驱动应变性能的影响

陈海燕 ^1, , 林秀娟 ^2, , 陈子琪 ^3, , 周科朝 ^4, , 张斗 ^5,

1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

2.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083;济南大学材料科学与工程学院,济南250022

3.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

4.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

5.中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

基金项目: 湖南省科技计划项目(2014FJ3092)National Natural Science Foundation of China (51072235) Defense Industrial Technology Development Program (A1420133028) Science-Technology Plan of Hunan Province (2014FJ3092) 国家自然科学基金(51072235) 国防基础科研项目(A1420133028)

关键词：压电纤维复合材料 , TiO2 , 抗拉性能 , 驱动应变性能

Influence of TiO2 Content on the Tensile and Actuation Properties of Piezoelectric Fiber Composites

Keywords： piezoelectric fiber composites (PFCs) , TiO2 , tensile properties , actuation performance

采用粘稠塑性加工方法制备了锆钛酸铅方形压电纤维复合材料,研究了环氧树脂中不同TiO2含量对压电纤维复合材料的电学阻抗、抗拉及驱动应变性能的影响.结果表明:环氧树脂中TiO2含量不同,压电纤维复合材料的谐振频率不同.压电纤维复合材料的抗拉强度及纵向自由应变值均随着环氧树脂中TiO2含量增大先增加后减小.环氧树脂中TiO2含量为3wt％的压电纤维复合材料的抗拉强度达到了77.50 MPa,且在驱动电压为-500 V～+1500 V时,其纵向自由应变值达到了1783.7με.当环氧树脂中TiO2含量从3wt％增大至5wt％时,压电纤维复合材料的抗拉性能和驱动应变性能均有所降低.在不同的外加驱动频率下,压电纤维复合材料表现出不同的驱动应变能力.随着频率的增大,压电纤维复合材料的纵向自由应变幅度表现出明显降低,当频率超过5 Hz后,其纵向自由应变值略有减小.

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