1-3型压电复合材料研究现状与展望

本文综述了近年来国内外1-3型压电复合材料的研究现状,并从理论模型、制备工艺、功能相体系的选择及其特点与应用等四个方面进行阐述,最后对其发展前景进行了展望。     

基于1-3型压电单晶复合材料的高频宽带发射换能器

1-3型压电单晶复合材料结合弛豫铁电单晶与复合材料的优势,具有压电常数高、机电耦合系数极大、声阻抗低等特点,是理想的高频发射换能器压电元件.基于1-3型压电单晶复合材料设计并研制了高频宽带发射换能器,根据理论计算分析了压电单晶复合材料的性能特点,利用有限元建模仿真优化了换能器结构,研制的1-3型压电单晶复合材料发射换能...     

不同压电陶瓷体积分数对1-3-2型压电复合材料性能的影响

以环氧树脂为基体,铌镁锆钛酸铅[0.375Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·0.375PbTiO3·0.25PbZrO3,PMN]为压电功能体,采用切割-浇注法制备了1-3-2型压电复合材料.分析讨论压电陶瓷体积分数(φ,下同)对1-3-2型压电复合材料压电性能、介电性能及声阻抗的影响.结果表明:随着PMN的φ的增加,复合材料的压电应变常数(d33)和声阻抗(2)增大;相对介电常数(εr)几乎呈线性增加,且当PMN的φ为47.47%时,复合材料的εr=1 660,远小于纯PMN陶瓷的(εr=4000).压电电压常数(g33)及介电损耗(tan δ)则呈下降趋势;与PMN相比较,1-3-2型压电复合材料厚度方向的谐振明显增强,机械品质因数(Qm)显著降低;随着PMN的φ的增加,复合材料的平面机电耦合系数(Kp)减小,而厚度机电耦合系数(Kt)增加.     

环境湿度对1-3型水泥基压电复合材料性能的影响

用切割-填充法,以硫铝酸盐水泥为基体,铌镁锆钛酸铅[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·PbTiO3·PbZrO3](PMN)为压电功能体制备了1-3型硫铝酸盐水泥基压电复合材料.研究了环境湿度对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能和介电性能的影响.结果表明随着相对湿度的增大,压电电压常数g33与机械品质因数Qm 呈非线性减小.湿度对压电应变常数d33以及机电耦合系数Kp和Kt的影响较小.在低频和高频段,当相对湿度低于85%时,介电常数εr基本不受湿度的影响,表现出良好的介频稳定性.     

1–3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料的超微细化制备与性能

利用放电等离子烧结高致密度的铌酸钾钠基无铅压电作为陶瓷相,通过改进后的切割-浇注法复合基体相环氧树脂,制备得到陶瓷柱宽40μm、间隙40μm、纵横比>5的超微细化结构的1-3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料(1-3 connective lead-free piezoelectric composites,1-3CLFPC)。1-3CLFPC薄膜的电学性能显示出其作为超声换能器工作的优势:压电电压常数g33达到247×10-3 m2/C,厚度机电耦合系数kt为40.7%。超微细化结构设计也使得1-3CLFPC薄膜的工作频率提高到5 MHz以上,可满足高频医疗超声诊断领域的需求。     

压挤成形--固化法制备0-3型压电复合材料的性能研究

详细地叙述了室温压挤成形———固化工艺制备 0 -3型压电复合材料工艺 ,使用XRD、SEM和HP42 94测试并分析了样品的结构和性能 ,并与压电陶瓷性能参数进行了对比 ;同时用这种工艺制备可以获得介电损耗小、机电耦合系数为 2 5 .11%、压电应变常数为 3 2PC N和机电品质因数可达到 3 0 2的 0— 3型压电复合材料。     

微细1-3型PZT/环氧树脂压电复合材料的制备及其性能

提出了一种改良型切割-浇注工艺,并利用该工艺制备了锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)柱宽为120μm,纵横比大于10的1-3型PZT/环氧树脂压电复合材料,并对制备过程中影响复合材料特性的各种影响因素进行了讨论比较.结果表明:这种复合材料的谐振模式单一,与PZT相比声阻抗大幅降低,前者为31Mrayl,后者仅为4.5～5.5Mrayl.     

0-3型水泥基压电机敏复合材料的制备和性能

智能结构体系正逐渐被引入土木工程领域，它对于解决土木工程结构的安全性、耐久性、灵活性以及自适应性课题提供了更强的支持，在智能结构中较为突出的问题是机敏材料与母体结构材料的相容性，由于土木工程中主要结构材料－－混凝土的特性，在其它智能结构中具有良好相容性的机敏材料，在混凝土智能结构中有可能存在相容性问题，针对这 一情况，提出以水泥基材料作为压电机敏复合材料的基体，期望解决机敏材料与混凝土结构材料之间的相容性问题，研究结果显示：0－3型水泥基压电机敏复合材料在制备上是可行的，而形成的0－3型水泥基压电机敏复合材料内部结构均匀，压电性能优于同条件下聚合物基压电复合材料的性能，而极化电压却大大降低，在性能上满足了作为机敏材料在智能结构中的使用条件。     

0-3型压电陶瓷/硫铝酸盐水泥复合材料的介电性能和压电性能

用压制成型法，以水泥为基体，铌镁锆钛酸铅(lead magnesium niobate-lead zireonate-lead titanate，PMN)陶瓷颗粒为功能体制备了水泥基压电复合材料。分析讨论了复合材料的压电性能和介电性能。研究了水泥水化龄期对复合材料压电性能的影响，并对其机理进行了初探。结果表明：随着PMN含量的增加，压电复合材料的压电应变常数d33和介电常数均增大；不像压电陶瓷或压电复合材料的压电性能随时问的延长而减弱，水泥基压电复合材料的压电性则是随着水泥水化龄期的延长而增加，当到达一定龄期后，压电性能趋于稳定。     

掺BaTiO3对(1-x)NBT-xBaTiO3系陶瓷材料的压电性能的影响

测试了各组成点样品的压电性能,分析BaTiO3的掺入对(1-x)NBT-xBaTiO3系陶瓷材料的压电性能的影响。实验结果表明：与PZT基含铅压电陶瓷相似,材料在准同型相界组成范围内压电性能最佳。     

2,4,4-三甲基-3-(3-羰基-1-丁烯-1-基)-2-环己烯基-1-肟的合成研究

以环柠檬醛为原料,经过亚硝化、缩合两步反应得到2,4,4-三甲基-3-(3-羰基-1-丁烯-1-基)-2-环己烯基-1-肟,收率达65.1%。并分析了该反应中亚硝化的反应机理。     

3-甲氧基-1-丙醇及原料的气相色谱分析

介绍了3-甲氧基-l-丙醇，原料3-氯-l-丙醇及溶剂甲醇体系的分析方法。通过测定，提供了他们的精确校正因子，使得各组分测量相对误差小于l％。     

1-(5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-4-甲基-1H-吡唑-3-基)-3-(吡啶-3-基甲基)脲的合成

以5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-4-甲基-1H-吡唑-3-甲酸与二氯亚砜为起始原料,经酰氯化反应、酰胺反应、霍夫曼重排以及水解反应生成中间体5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-3-氨基-4-甲基-1H-吡唑,再经过与氯甲酸苯酯反应、胺酯交换反应得到标题化合物,其结构经1HNMR、MS谱确证,总收率26.9%。     

1-(3-氨基苯基)-3-(4-氨基苯基)-2-丙烯-1-酮的合成

以对乙酰氨基苯甲醛、间乙酰氨基苯乙酮为原料经两步反应合成具有光敏性能的1 (3 氨基苯基) 3 (4 氨基苯基) 2 丙烯 1 酮。通过优化实验得到最佳的合成工艺条件为:对乙酰氨基苯甲醛、间乙酰氨基苯乙酮在温度为0℃下,以乙醇为溶剂、氢氧化钠为催化剂,进行羟醛缩合反应3h。分离提纯后,加入盐酸溶液在100℃下水解3h,产物经重结晶提纯。总收率达到61 9%,较1998年的文献[6]提高39 3%。并对产物的结构进行了表征。     

溴化铜作溴化剂合成3-氯- α-溴-苯基乙基酮

以间氯苯基乙基酮和溴化铜为原料，用乙酸乙酯与氯仿组成的混合液作溶剂合成了3－氯－α－溴－苯基乙基酮。考察了影响溴代收率的因素，最佳合成条件：溴化铜：间氯苯基乙基酮（摩尔比）为2.1∶1，反应在回流温度下进行，反应时间2.5h，收率可达91.9％。     

对氯-γ-溴丙苯的合成

提出了对氯－r-溴丙苯的合成方法,以对氯氯为原料制取对氯苄基氯化镁,通过镁过量解决了在四氢呋喃中的偶联问题,提高了格氏试验剂的收率,此格氏试剂与环氧乙烷反应得到氯－r-苯丙醇,然后在三氯甲烷助溶剂作用下,与过量的氢溴酸反应得到对氯－r－溴丙苯,文中优化得出了最佳合成条件,为工业化生产提供了理论依据。     

阿魏酰哌嗪盐酸盐的合成

目的：合成阿魏酰哌嗪盐酸盐。方法：以阿魏酸为起始原料,对羟基进行乙酰化保护,得到乙酰阿魏酸,经酰氯化后与哌嗪反应得到单取代哌嗪衍生物,除去乙酰基得到目标物。结果与结论：合成得到了阿魏酰哌嗪,目标化合物通过IR,1HNMR和MS等确证,产率为56．9％。     

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸的合成研究

3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-甲酸是合成新型鱼尼丁受体杀虫剂氯虫酰胺(chlorantraniliprole)的关键中间体.以2,3-二氯吡啶为原料通过肼基取代、马来酸二乙酯环合、对甲基苯磺酰氯酯化、溴化氢溴化、浓硫酸氧化脱氢以及水解6步反应制得3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-1H-吡唑-5-...     

1-[3-（三氟甲基）苯基]-2-丙酮合成的研究

以间-溴三氟甲苯为原料,经格氏反应和氧化反应合成1-[3-（三氟甲基）苯基]-2-丙酮。反应优化条件为：溴化亚铜为催化剂,反应时间3h,反应温度5℃,氧化时n（重铬酸钠）：n（浓硫酸）=1：4。在此优化条件下。总收率82．3％。产物结构经IR和^1H NMR确证。