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本论文以丁腈橡胶(NBR)为基体,铌镁锆钛酸铅粉体(PMN)为分散相,碳纤维(CF)为导电填料,制备了新型压电复合材料。研究了陶瓷用量、不同的制备工艺对于复合材料压电性能、介电性能及电击穿性能的影响;确定并优化了复合材料的极化工艺条件;并进行了复合材料在水声橡胶方面的可利用性的探索性试验。 研究结果表明,材料的压电性能随压电陶瓷体积含量的增加而增高,复合材料在PMN体积含量达到40%时开始显现出一定的压电性能,当体积含量达到85%时,复合材料的d33值可达到35pC/N。说明橡胶基体在经过配方和工艺的设计后,使材料具备一定的模量和交联度后,能够使复合材料的压电性能达到较高。这对于压电橡胶的进一步研究和发展是有重要意义的。 复合材料在高压直流电场下的绝缘性能较为稳定,基本上都能达到10-20kv/mm的瞬间电击穿强度,在复合材料中加入CF体积含量达到10%时,击穿强度仍能保持原来的1/3~1/2,这保证了复合材料的极化工艺能够顺利完成;通过对复合材料的极化工艺的研究,发现增加极化电压,适当地延长极化时间和控制适当的极化温度有利于提高d33值,并依此确定了复合材料的最优极化条件;复合材料的介电常数(ε)随陶瓷颗粒的体积分数增加而增加,随CF的体积分数增加而