铌酸盐基压电陶瓷纤维/聚合物1-3型复合材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种铌酸盐基压电陶瓷纤维/聚合物1-3型复合材料及制备方法，是由(Na，K，Li)NbO3基无铅压电陶瓷纤维与环氧树脂组成，将陶瓷纤维分散在环氧树脂基体中；本发明利用激光辅助成型微孔的模具，经挤压塑性陶瓷泥坯获得陶瓷纤维，通过改变聚合物基体中的陶瓷纤维的根数来任意设计具有不同体积含量的复合材料，陶瓷纤维的直径为100-300μm，纵横比3-10。本发明具有环境友好特征，并有效提高压电材料的谐振频率，且满足器件对高分辨率的要求。

主权项

一种铌酸盐基压电陶瓷纤维/聚合物1‑3型复合材料的制备方法，其特征在于：所述的复合材料是由(Na，K，Li)NbO3基无铅压电陶瓷纤维分散在环氧树脂基体中；所述的陶瓷纤维是利用激光辅助成型微孔的模具，经挤压塑性陶瓷泥坯获得陶瓷纤维，陶瓷纤维的直径为100‑300μm，纵横比3‑10；所述的铌酸盐基压电陶瓷纤维/聚合物1‑3型复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、制备(Na，K，Li)NbO3基压电陶瓷粉体：将Li、K、Na、Ag的碳酸盐粉末和Nb、Sb、Ta的氧化物粉末按(Na1‑x‑z‑yKxLizAgy)(Nb1‑v‑wTawSbv)O3式表示的化学计量比进行配料，然后通过球磨混合、煅烧、二次球磨合成具有单一钙钛矿结构的固体陶瓷粉体；其中，x、y、z、v、w为摩尔量：0＜x＜0.5，0＜y＜0.05，0＜z＜0.1，0＜v＜0.1，0＜w＜0.1；(2)、在干燥后的陶瓷粉体加入到粘结剂和塑化剂的混合溶液中，搅拌均匀后，经轧制混合，真空练泥和陈腐，得坯料；(3)、利用激光微孔加工技术在模具上加工直径为100‑300μm的微孔，然后将加工过微孔的模具置于挤压成型机上，将坯料灌注于模具中，然后挤制成若干根(Na，K，Li)NbO3基陶瓷纤维素坯，在60‑80℃下烘干、排胶热处理、烧结，得到(Na，K，Li)NbO3基压电陶瓷纤维；(4)、将压电陶瓷纤维按照不同体积分数排列成束，置于一端封闭的容器内，再将该容器放置于金属空腔内，金属空腔内温度控制在75‑85℃，然后将环氧树脂胶粘剂浇注到容器中，抽真空、固化后脱模，得1‑3型(Na，K，Li)NbO3基压电陶瓷纤维/聚合物复合材料；(5)、将复合材料沿垂直纤维方向切割，经研磨、抛光处理，然后在抛光面上涂室温银浆，在100‑120℃下烘干，在1‑3kV/mm，80‑120℃下进行电极化处理，得成品。