[发明专利]叉指型压电纤维复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.叉指型压电纤维复合材料，其特征在于所述叉指型压电纤维复合材料的压电纤维复合材料的上电极为叉指电极，叉指指宽为0.05mm，叉指指间距为0.2mm，相邻叉指间极化方向相反，在电学上并联，压电纤维复合材料中的压电陶瓷纤维的直径可控制在1～100μm，结构致密。

2.如权利要求1所述的叉指型压电纤维复合材料，其特征在于所述压电纤维为锆钛酸铅或钛酸钡等压电纤维；所述压电陶瓷纤维的体积分数为10％～85％。

3.如权利要求1所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)制备压电纤维后热处理，转变为压电陶瓷纤维；

2)以环氧树脂或硅树脂等为基体相，压电陶瓷纤维为压电相，制备1-3型压电纤维复合材料，打磨，抛光，得压电纤维复合材料薄片；

3)在压电纤维复合材料薄片上表面制备叉指电极，再进行极化处理，得叉指型压电纤维复合材料。

4.如权利要求3所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述制备压电纤维采用溶胶-凝胶法和连续纺丝方法制备。

5.如权利要求3所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述压电纤维为锆钛酸铅压电纤维或钛酸钡压电纤维。

6.如权利要求3所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述制备1-3型压电纤维复合材料采用排列-浇注法。

7.如权利要求3所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述压电纤维复合材料薄片的厚度为0.1～0.8mm。

8.如权利要求3所述的叉指型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述在压电纤维复合材料薄片上表面制备叉指电极的具体步骤如下：

1)在压电纤维复合材料薄片上表面旋涂一层光刻胶，烘干后用光刻键合对准机对样品和叉指电极模板进行对准，并曝光，再置于显影液中显影；

2)显影后用蒸馏水冲洗并用氮气吹干；

3)在光刻胶表面磁控溅射金电极；

4)除去光刻胶上的金膜，得到所要的叉指电极。

9.如权利要求1所述叉指型压电纤维复合材料用于制备一种悬臂梁结构传感器原型器件。

10.如权利要求9所述叉指型压电纤维复合材料用于制备一种悬臂梁结构传感器原型器件的方法包括以下步骤：

在叉指电极两侧焊接导线，作为信号输出端，导线引出端用两块金属板夹紧固定，两块金属板两侧用螺母锁好，叉指型压电纤维复合材料另一边为自由端，构成一边固定一边自由的悬臂梁结构，得悬臂梁结构传感器原型器件。