CNTs/纳微米PZT/水泥压电复合材料的研究

研究制备了一种新型0-3CNTs/纳微米PZT/水泥压电复合材料。该复合材料的基体相为硅酸盐水泥,压电活性相为锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,压电增强相为纳米碳管(CNTs)。PZT采用溶胶-凝胶法合成,其粒径大多分布在几十至几百纳米之间。CNTs采用Fenton/UV法分散处理。研究了CNTs对该水泥基压电复合材料压电和介电性能的影响。CNTs可改善水泥基复合材料的导电性,使其可在室温中进行极化,提高了压电相的极化效率,从而显著提高复合材料的压电性能。0.9vol%CNTs/70vol%PZT/水泥复合材料的压电应变常数(d33)值可达到54.5pC/N,显示出该类水泥基压电复合材料用作土木领域传感器的良好前景。

(1-x)CaTiO_3-xLaAlO_3陶瓷的微波介电性能研究

通过传统的固相反应法制备了(1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷,系统地研究了LaAlO3含量的变化对陶瓷的晶体结构、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,LaAlO3含量的增加导致(1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的晶格结构发生畸变,使得陶瓷的介电常数下降、Q·f值增加,并使其谐振频率温度系数向负值处发生偏移。LaAlO3的含量为x=0.33时,(1-x)CaTiO3-xLaAlO3陶瓷的烧结温度为1460℃,展示了良好的微波介电性能:εr=45.3、Q·f=36218 GHz、τf=-0.5 ppm/℃。

粒度对水泥基压电复合材料的压电性能和力学性能的影响

本文制备了含不同粒度锆钛酸铅（PZT）的水泥基压电复合材料。其中,PZT压电陶瓷粉体采用球磨法制得,其平均粒度范围为3-482μm。研究发现,PZT粒度对复合材料的压电、介电性能以及力学性能有重要影响。随着PZT陶瓷相粒度的增大,复合材料的压电应变常数（d33）和介电常数（εr）升高,但复合材料的老化稳定性变差、介电损耗（tanδ）增加、弯曲强度降低。

纳微米PZT/水泥基压电复合材料的研究

采用溶胶-凝胶法合成了锆钛酸铅(PZT)纳微米粉体。XRD与SEM分析结果表明,经700℃煅烧的PZT粉体的平均晶粒尺寸约为26.4nm,粉体团聚体的平均尺寸约为200nm。采用干压成型-水化法制备了纳微米PZT/水泥基压电复合材料,研究了复合材料的压电及介电性能。SEM结果表明,PZT陶瓷相在基体中呈网状分布。PZT颗粒之间的良好连通性使复合材料具有优良的压电性能。

TiO_2晶型对0.65CaTiO_3-0.35LaAlO_3陶瓷介电性能的影响

采用两种晶型不同的TiO2微粉为原料,通过传统的固相反应工艺分别制备了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3陶瓷,系统地研究了这两种TiO2原料对陶瓷的晶体结构、微观结构和微波介电性能的影响。实验结果表明,TiO2原料晶型的不同显著影响了0.65CaTiO3-0.35LaAlO3陶瓷的微波介电性能。对于金红石型TiO2原料,所制备陶瓷的最佳烧结温度为1440℃,其微波介电性能为εr=43.8、Q×f=38216GHz、τf=-10.5ppm/℃。而采用锐钛矿型TiO2原料制备的陶瓷的最佳烧结温度为1580℃,陶瓷的微波介电性能为εr=37.5、Q×f=45200GHz、τf=5.3ppm/℃。该研究结果有助于选择合适的TiO2原料以制备出性能良好的CaTiO3-LaAlO3陶瓷,也为进一步研制和开发新组分的CaTiO3-LaAlO3系微波介质陶瓷材料奠定了基础。