申请/专利权人：北京化工大学

申请日：2020-10-14

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN112216788B

主分类号：H10N30/092

分类号：H10N30/092;H10N30/078;H10N30/85

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2021.01.29#实质审查的生效;2021.01.12#公开

摘要：一种制备气凝胶PZT纳米粉体压电复合材料的方法，属于压电材料技术领域。该方法首先采用溶胶‑凝胶法制备PZT前驱体凝胶，随后将PZT凝胶烘干后进行退火处理得到PZT陶瓷，随后将一定量的正硅酸乙酯、乙醇、草酸溶液按一定比例配制成气凝胶前驱液，在前驱液水解过程中加入PZT陶瓷粉末，经过凝胶、老化和置换等步骤后，复合凝胶在经过CO2超临界干燥后，得到SiO2PZT复合气凝胶。本发明中PZT分散于气凝胶孔隙中，利用气凝胶材料的立体三维网络结构，当气凝胶外表面受到力的作用时，网络骨架就会将力均匀的传递给每个PZT陶瓷粉末，由此产生压电效应，而且可解决传统压电材料质量大、灵敏度低等缺点。本发明通过复合材材料设计，克服了压电陶瓷脆性的局限性。

主权项：1.一种制备气凝胶PZT纳米粉体压电复合材料的方法，以PVDF为基体，气凝胶颗粒与PZT纳米粉体作为增强相，主要包括以下步骤：步骤（1）将醋酸铅溶解于有机溶剂中,水浴搅拌一定时间使三水合醋酸铅完全溶解,得到铅前驱液；向铅前驱液中加入钛酸四丁酯再搅拌一定时间；之后再加入正丙醇锆和去离子水,搅拌混合均匀,得到PZT前驱体；步骤（2）将PZT前驱体放置在恒温箱内恒温一段时间后，得到均一稳定的PZT湿凝胶；之后经过老化、无水乙醇置换后在烘箱内将乙醇烘干；步骤（3）将烘干的PZT凝胶研磨成粉末后置于马弗炉中，以一定速率的速率升温至一定温度后保持一段时间进行退火，得到PZT陶瓷粉末；步骤（4）将一定量的正硅酸乙酯，乙醇，草酸溶液按一定比例配制成气凝胶前驱液进行水解，水解过程中加入PZT陶瓷粉末并搅拌一段时间，当PZT陶瓷粉末分散于水解液时，将水解液置于恒温箱内加速凝胶，得到PZTSiO2复合凝胶；步骤（5）将步骤（4）中得到的PZTSiO2复合凝胶进行超临界干燥后得到PZTSiO2复合气凝胶，将PZTSiO2复合气凝胶研磨后得到PZTSiO2复合气凝胶粉体颗粒；步骤（6）将PVDF粉末和有机溶剂在水浴中搅拌至融化，得到PVDF透明溶液，将步骤（5）中得到的PZTSiO2复合气凝胶粉体颗粒加入PVDF透明溶液中，得到分散均匀的粘稠悬浊液，作为复合材料涂膜液；步骤（7）将涂膜液使用刮刀均匀涂覆在玻璃板上，浸入去离子水中固化后再浸入乙醇中置换一定时间后，置于鼓风干燥箱中干燥，去除溶剂，得到气凝胶PZT纳米粉体压电复合材料薄膜。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京化工大学 一种气凝胶/PZT纳米粉体压电复合材料的制备方法

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