基于电场分布的压电纤维复合材料性能优化

论文摘要

将TiO2引入压电纤维复合材料（MFC）的粘结层以提高其介电常数,调控MFC极化和驱动过程中电场分布,实现了对MFC性能的优化。采用有限元分析的方法探究了粘结层介电常数对MFC电场分布的影响,指导设计了实验方案。采用切割-填充法制备了在粘结层聚合物中引入TiO2的MFC。铁电性能测试结果表明,MFC剩余极化强度随粘结层中TiO2质量分数的增加呈现先增大后减小的趋势,在粘结层中TiO2质量分数为8wt%时达到最大值。MFC驱动性能随TiO2质量分数变化的趋势与剩余极化强度一致,电场驱动下自由应变在TiO2质量分数为8wt%时达到峰值,为2. 31με。研究表明,引入TiO2调节粘结层介电常数可有效改善MFC的性能。

论文目录

• 1 引言
• 2 理论计算
• 3 制备与测试
•   3.1 材料制备
•   3.2 材料结构与性能表征
• 4 结果与讨论
•   4.1 Ti O2掺杂对聚合物介电常数的影响
•   4.2 压电纤维复合材料形貌表征
•   4.3 Ti O2质量分数对MFC电场分布和驱动性能的影响
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邵阳市,马培育,危权,韩梓豪,周静,沈杰

关键词: 压电纤维复合材料,纳米颗粒,电场分布

来源: 人工晶体学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 武汉理工大学材料科学与工程学院,纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心

基金: 纳米矿物材料及应用教育部工程研究中心开放研究课题(NGM2019KF005),国家级大学生创新创业训练计划(20181049701011)

分类号: TB33

DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2019.06.024

页码: 1105-1110

总页数: 6

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