准1-3型陶瓷-PVDF复合纳米纤维有序阵列的制备及压电性能研究

项目名称： 准1-3型陶瓷-PVDF复合纳米纤维有序阵列的制备及压电性能研究

项目编号： No.51303062

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 辛毅

作者单位： 吉林大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 将压电陶瓷与压电聚合物复合制成压电复合材料,可综合两种材料的优势，具有强压电性、低脆性、低密度和低介电常数等优点,是智能材料系统与结构中很有前途的压电材料。 因此，本项目提出以聚偏氟乙烯（PVDF）与压电陶瓷（PZT或BT）超细纳米粉体为材料，采用定向静电纺丝方法研制准1-3型陶瓷-PVDF复合纳米纤维及有序纤维阵列，将纤维组装成压电传感原型器件。通过对单根、阵列纤维结构的表征和介电、压电特性（压电应变常数、机电耦合系数、机械品质因数）等的测量，研究压电陶瓷和准1-3型复合纳米结构对PVDF晶型及纤维压电性能的影响规律，从微观（单根纤维）到宏观（纤维阵列），分析电纺过程和一维纳米结构对复合材料压电性能的影响。 本项目的开展，将为研制高压电性能纳米复合材料探索出一条简单、有效的新途径，并为进一步制备高性能柔性纳米压电器件奠定基础，同时也为一维纳米压电学提供有价值的信息和相关的深层次认识。

中文关键词： 准1-3型；陶瓷-聚偏氟乙烯；静电纺丝；压电性能；

英文摘要： The composites of piezoelectric polymer and piezoelectric ceramic can be integrated to the advantage of the two materials, with strong piezoelectricity, low brittleness, low density and low dielectric constant, etc. The piezoelectric composites are very promising piezoelectric materials in the intelligent material field. Therefore, the research include: a) preparation of quasi 1-3 piezoelectric composite nanofiber arrays by aligned electrospinning of a mixture of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and piezoelectric ceramic nanopowders; b) characterization of fiber structure, dielectric properties, piezoelectric properties (piezoelectric strain constant, and electromechanical coupled coefficient, and machinery quality factor); c)investigation on affecting factors (such as ceramic kinds, size, and connectivity in the fiber) on PVDF crystal phase and piezoelectric properties of the resulting fiber; d)analysis of the effects of electrospinning 1D nanostructures on piezoelectric properties of the composite materials. This project, will explore a simple and effective approach for the preparation of nanomaterials with outstanding piezoelectric properties, and make foundation of preparation of the high-performance and flexible piezoelectric sensor. In addition, the project will provide valuable information on study of 1

英文关键词： quasi 1-3；ceramic-PVDF；electrospinning；piezoelectric properties；