导电填料增强压电陶瓷基复合材料的制备及性能研究

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设备在运转过程中会产生机械振动,过多的振动会缩短材料的使用寿命甚至引发工程事故。阻尼材料可以消耗部分的机械能,起到减振降噪的作用,在航空航天及军事领域得到了广泛的应用。新的阻尼机理为:机械振动通过压电陶瓷的压电效应转变成电能,并通过导电材料形成的导电网络把电能转化为热能耗散掉。 该项目采用切割浇注法制备了不同配比的导电填料(碳纤维、碳纳米管)增强锆钛酸铅压电陶瓷阻尼复合材料,并对其导电性能、压电性能、介电性能和动态力学性能进行了测试:在碳纳米管的含量为1.0wt%时导电网络开始形成;随着碳纳米管/碳纤维含量的不断增加,复合材料的导电性能不断增加,但介电性能和压电性能变化不是很明显,说明复合材料的压电及介电性能主要取决于高压电性和高介电性的PZT-5压电陶瓷;基体中掺杂导电材料的复合材料的阻尼性能优于不含导电材料的阻尼性能,当碳纳米管的含量达到1.0wt%时,其最大阻尼因子达到0.616,有效阻尼温域达到63.5-83.4°C;当碳纤维的含量为8.0wt%时达到最好。