[发明专利]一种压电陶瓷纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷纤维复合材料，其特征在于，包括一组并列的压电陶瓷片，相邻的压电陶瓷片之间设有高分子材料聚合物层，并且压电陶瓷片形状与高分子材料聚合层形状相同。

2.如权利要求1所述的压电陶瓷纤维复合材料，其特征在于，高分子材料聚合物层为环氧树脂和聚酰胺的固态混合物。

3.一种制备如权利要求1所述压电陶瓷纤维复合材料的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：根据待制备的压电陶瓷纤维复合材料的压电陶瓷分子式中各元素的摩尔比制备陶瓷粉体，然后将陶瓷粉体配成流延浆料，通过流延成型法制备出厚度为50~300μm的流延膜，按所需尺寸裁下并叠层压制成型，经过烧结得到压电陶瓷片； 

步骤二：根据待制备的压电陶瓷纤维复合材料中压电陶瓷片的数量，将所需的步骤一所得的压电陶瓷片排列放置，并用夹具固定各压电陶瓷片，使各压电陶瓷片保持垂直平行排列；

步骤三：将厚度为50~200μm的PE薄膜依次插入步骤二各压电陶瓷片的间隙中，并对压电陶瓷片和PE薄膜施加压力，使压电陶瓷片和PE薄膜之间保持紧密，形成压电陶瓷-PE薄膜叠堆；

步骤四：称取环氧树脂和聚酰胺，并将两者混合搅拌均匀得到胶体；

步骤五：将步骤四制备得到的胶体均匀地涂抹在容器的底部形成胶体层，然后将步骤三所得的压电陶瓷-PE薄膜叠堆连同夹具放置在容器中胶体层上；

步骤六：将步骤五的容器放入烘箱中，在70~100℃下固化15~30min后，将各压电陶瓷片之间的PE薄膜抽出，再将容器放入烘箱中，在70~100℃下固化20~40min，得到压电陶瓷片间隔排列的阵列结构；

步骤七：称取环氧树脂、聚酰胺和丙酮，将丙酮倒入聚酰胺中搅拌均匀得到丙酮-聚酰胺混合物，再将丙酮-聚酰胺混合物倒入环氧树脂中共同搅拌至均匀得到环氧树脂浇注液；

步骤八：将步骤七所得的环氧树脂浇注液注入步骤六具有压电陶瓷片间隔排列阵列结构的容器中，相对压力为－0.060~－0.070MPa时保压30~50min，再在相对压力为－0.080~－0.090MPa时保压30~50min，随后升温至50℃保温1~2h，再升温至60℃保温1~2h，最后脱模得到2-2型压电陶瓷复合叠层；

步骤九：将2-2型压电陶瓷复合叠层切割成所需厚度的1-1型压电陶瓷纤维复合材料，经过裁剪制备成所需尺寸的1-1型压电陶瓷纤维复合材料。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中压电陶瓷片为长方形或正方形。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤三中PE薄膜的形状与压电陶瓷片的形状相同。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤三中，先将PE薄膜裁剪成底部呈尖角的长条状，再将PE薄膜依次插入压电陶瓷片的间隙中。