[发明专利]一种陶瓷/树脂压电复合物的制备方法

摘要

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种陶瓷/树脂压电复合物的制备方法。本发明特别涉及一种冷冻干燥法。本发明的特点是通过急速冷冻以水为溶剂的压电陶瓷悬浮液，在低温真空环境下使冰晶升华从而制得具有层状结构的多孔压电材料素坯，经过烧结层状结构的压电陶瓷壁厚介于一个微米到五百微米之间；将制得的具有层状结构的多孔压电陶瓷填充环氧树脂，便可获得压电复合物。所制备的压电复合物其压电系数d33最高可达203pC/N。此发明克服了传统制备方法的局限，同时可降低生产成本。

主权项

一种2‑2型陶瓷‑树脂压电复合物的制备方法，其特征是，该方法包含以下步骤：步骤(1)：取适量分散剂加入去离子水中，将称量好的压电陶瓷粉体加入其中并球磨，制得稳定的陶瓷悬浮液；步骤(2)：将粘合剂加入步骤(1)得到的陶瓷悬浮液中并搅拌，将搅拌后的悬浮液注入单面开口的PDMS(polydimethylsiloxane)有机软模中，真空排气泡后用铜箔将其开口封闭；步骤(3)：然后将有机软模倒置并移入冷却装置中的金属冷板上，冷却装置以液氮作为冷却介质，冷冻温度为‑100～0℃，直至有机软模中的试样完全冷冻；步骤(4)：将冷冻完全的试样脱模，并转移至真空冷冻干燥机内，使冰晶升华，即可得到具有层状以及多孔结构的素坯，其中冷冻干燥温度为‑40～0℃，干燥时间为24hrs；步骤(5)：将步骤(4)中的素坯烧结，烧结温度为1100～1350℃，保温时间为2hrs，即可得到具有层状以及多孔结构的压电陶瓷；步骤(6)：将步骤(5)获得的压电陶瓷放入环氧树脂与固化剂的混合物中，抽真空以便树脂混合物填充进压电陶瓷中；步骤(7)：将步骤(6)所得的样品移入恒温烘箱完全固化；步骤(8)：将步骤(7)中完全固化的样品切割，选取上半部分，即远离冷端的部分，和中间部分，即可获得具有2‑2型陶瓷‑树脂压电复合物；所述的压电陶瓷粉体原料选自锆钛酸铅(PZT)，钛酸钡(BaTiO3)，PMN‑PT中的一种。