壓電復(fù)合材料的制備工藝及性能分析研究進(jìn)展如何？

發(fā)布日期：2024-04-18 作者：新威電子科技點擊：

壓電復(fù)合材料是一種能夠?qū)C(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電荷的材料，具有優(yōu)良的壓電效應(yīng)和力電耦合效應(yīng)，因此被廣泛應(yīng)用于傳感器、驅(qū)動器、能量收集器等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓電復(fù)合材料的制備工藝和性能分析研究也得到了進(jìn)一步的深入。

壓電復(fù)合材料的制備工藝可以分為兩種主要方式：傳統(tǒng)的擴(kuò)散偶極子法和現(xiàn)代的溶膠凝膠法。傳統(tǒng)的擴(kuò)散偶極子法主要是通過固相反應(yīng)或液相反應(yīng)制備壓電復(fù)合材料，其中液相反應(yīng)包括合成反應(yīng)和堆積反應(yīng)。溶膠凝膠法是一種基于溶膠和凝膠的成膜工藝，可以制備質(zhì)量較好、高均勻性的薄膜。

隨著制備工藝的不斷發(fā)展，壓電復(fù)合材料的性能也得到了顯著提升。首先，壓電復(fù)合材料的壓電常數(shù)得到了提高。通過改變材料的成分和微結(jié)構(gòu)，可以增加壓電復(fù)合材料的極化飽和電壓和壓電常數(shù)，提高了材料的靈敏度和輸出功率。其次，壓電復(fù)合材料的耐疲勞性能得到了改善。研究表明，通過控制材料的微結(jié)構(gòu)，可以減小材料的應(yīng)力集中和裂紋擴(kuò)展，提高了壓電復(fù)合材料的耐疲勞性能。此外，壓電復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性也有所提高，使其在特殊環(huán)境下的應(yīng)用更加廣泛。

近年來，壓電復(fù)合材料的研究逐漸從單相復(fù)合材料向多相復(fù)合材料轉(zhuǎn)移。多相復(fù)合材料由兩個或兩個以上的相組成，具有更廣泛的應(yīng)變和電荷響應(yīng)特性。例如，壓電纖維增強復(fù)合材料可以通過改變纖維的取向、長度和比例調(diào)節(jié)其力學(xué)和電-機(jī)耦合性能。此外，壓電顆粒增強復(fù)合材料可以通過改變顆粒的尺寸、形狀和分布來調(diào)節(jié)材料的力電性能。