[发明专利]压电纤维复合材料的制备方法与压电纤维复合材料

说明书

本发明提供了一种压电纤维复合材料的制备方法与压电纤维复合材料，涉及功能材料技术领域，压电纤维复合材料的制备方法包括：将未极化的压电复合结构沿堆叠方向进行切割，获得压电复合模块；在压电复合模块的切割面上覆盖电极并进行极化，获得极化后的压电复合模块；将若干个极化后的压电复合模块沿垂直于切割面的方向堆叠排列，并在相邻表面上涂覆聚合物胶液，获得第二叠层结构；将第二叠层结构进行固化，获得极化后的压电复合结构，解决了传统的压电纤维复合材料制备过程中，压电纤维极化不均匀，导致难以充分的极化，从而降低了复合材料的柔韧性与稳定性的技术问题。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其是涉及一种压电纤维复合材料的制备方法与压电纤维复合材料。

背景技术

压电复合材料是一种基于电能与机械能之间相互耦合作用的智能复合材料，其兼具压电晶体材料的优异压电性能和聚合物基体的柔韧性等特点。

压电复合材料结构种类众多，压电陶瓷纤维复合材料以压电陶瓷纤维和聚合物基体复合而成，其既保留了压电晶体材料高灵敏度和高频率响应等优点，又克服了压电晶体材料脆性大和柔韧性差的不足，且具有单向性能突出和可设计性强等特点，被广泛应用于传感、驱动、结构控制、结构健康监测和能量采集等众多领域。

目前，传统的压电纤维复合材料制备过程中，压电纤维极化不均匀，导致难以充分的极化，降低了复合材料的柔韧性与稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压电纤维复合材料的制备方法与压电纤维复合材料，以解决现有技术中存在的传统的压电纤维复合材料制备过程中，压电纤维极化不均匀，导致难以充分的极化，从而降低了复合材料的柔韧性与稳定性的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种压电纤维复合材料的制备方法，包括：

将压电薄层与聚合物薄层交替堆叠排列，并在相邻表面上涂覆聚合物胶液，获得第一叠层结构；

将所述第一叠层结构进行固化，获得未极化的压电复合结构；

将所述未极化的压电复合结构沿堆叠方向进行切割，获得压电复合模块；

在所述压电复合模块的切割面上覆盖电极并进行极化，获得极化后的压电复合模块；

将若干个所述极化后的压电复合模块沿垂直于所述切割面的方向堆叠排列，并在相邻表面上涂覆聚合物胶液，获得第二叠层结构；

将所述第二叠层结构进行固化，获得极化后的压电复合结构；

将所述极化后的压电复合结构沿垂直于所述压电薄层与所述切割面的方向进行切割，获得极化后的压电纤维复合层；

将柔性叉指电极与所述极化后的压电纤维复合层进行封装，获得压电纤维复合材料。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述将压电薄层与聚合物薄层交替堆叠排列，并在相邻表面上涂覆聚合物胶液，获得第一叠层结构之前，还包括：

通过切割法或流延法制备压电陶瓷或压电单晶薄层，获得所述压电薄层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，在所述将压电薄层与聚合物薄层交替堆叠排列，并在相邻表面上涂覆聚合物胶液，获得第一叠层结构之前，还包括：

通过模压法将热固性树脂制备成所述聚合物薄层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述未极化的压电复合结构的最外层为所述压电薄层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述在所述压电复合模块的切割面上覆盖电极并进行极化，获得极化后的压电复合模块，具体包括：