[发明专利]一种压电纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及压电材料技术领域，尤其涉及一种压电纤维及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：将PZT前驱体溶胶和PZT粉体混合形成浆料；准备模具，且所述模具至少具有直径均匀的管状部，所述浆料被挤入至所述管状部中；将装料后的所述模具置于饱和的铅氛围中进行埋烧，埋烧温度为1200℃‑1300℃，得到所述压电纤维。本申请实施例具有制备方法操作简单、成本低的优点，且通过该制备方法能够得到直径均匀、致密性高的压电纤维。

技术领域

本发明涉及压电材料技术领域，尤其涉及一种压电纤维及其制备方法。

背景技术

压电材料是指由于静压力变化或温度改变而产生相应感应电荷变化的材料。这种材料能够自适应环境的变化实现机械能和电能之间的相互转化。在各类压电材料中，压电纤维由于优异的压电性能及特殊结构的各向异性而受到广泛的关注。

目前，压电纤维的制备方法主要是溶胶凝胶法和纺丝法等方法。但是通过这些方法难以得到致密性高且直径均匀的压电纤维，导致压电纤维的实际应用有限。此外，目前的压电纤维制备工艺也存在工艺复杂且成本昂贵等缺点，实有必要对其进行改进。

发明内容

本申请实施例公开了一种压电纤维及其制备方法，通过对制备方法的改进以解决现有制备方法难以制得致密且直径均匀的压电纤维、制备方法较复杂且成本较昂贵的问题。

第一个方面，本申请实施例公开一种压电纤维的制备方法，包括以下步骤：

混合：将PZT前驱体溶胶和PZT粉体混合形成浆料；

装料：将所述浆料添加到模具中，且所述模具至少具有直径均匀的管状部，所述浆料被挤入至所述管状部中；

埋烧：将装料后的所述模具置于饱和的铅氛围中进行埋烧，埋烧温度为1200℃-1300℃，得到所述压电纤维。

本申请实施例具有制备方法操作简单、成本低的优点，且通过该制备方法能够得到直径均匀、致密性高的压电纤维。一方面，由于浆料挤入至直径均匀且耐高温的管状部后再进行烧结，故有利于通过方便的操作就可以实现对浆料的密实填充，利于压电纤维成型；另一方面，通过在1200℃-1300℃的温度条件下进行埋烧，有利于使压电纤维的结晶成型较好，尤其是将模具置于饱和的铅氛围中进行埋烧，能够防止高温烧结的过程中压电纤维中铅这一成分的挥发损失，不仅保证了压电纤维的致密性较好，而且还保证了压电纤维的压电性能良好。此外，由于用于制备压电纤维的原料分别是PZT前驱体溶胶和PZT粉体，也就是说制备过程中，PZT前驱体溶胶挥发产生的仍然是PZT材料，故其在一定程度上也能够对PZT压电纤维进行填补，避免压电纤维在埋烧过程中有铅成分的损失。

其中，PZT是指锆钛酸铅压电陶瓷(lead zirconate titanate piezoelectricceramics，PZT)。

进一步地，在所述混合的步骤中，所述PZT粉体占所述PZT粉体与所述PZT前驱体溶胶质量总和的质量百分比为85％-90％。

PZT粉体占PZT粉体与PZT前驱体溶胶质量总和的85％-90％时，既能够保证最终压电纤维具有良好的压电性能，又能够使PZT粉体在PZT前驱体溶胶中的分布较为均匀，有助于压电纤维更好的成型。

进一步地，所述混合的步骤为：将所述PZT粉体与所述PZT前驱体溶胶混合，振荡2小时-4小时得到混合均匀的所述浆料。

通过2小时-4小时的振荡，能够使PZT粉体在PZT前驱体溶胶的混合更加充分、均匀，有助于压电纤维更好的成型，使制得的压电纤维更加致密且压电性能良好。

进一步地，所述模具为不锈钢针管，所述浆料通过不锈钢针筒挤入至直径均匀的所述不锈钢针管中。