[发明专利]一种剪切型压电纤维复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将沿厚度方向极化的锆钛酸铅压电陶瓷片的一面进行切割，形成均匀排列的压电纤维，相邻压电纤维之间具有纤维间隙；

(2)在所述纤维间隙内填充环氧树脂，并将环氧树脂进行固化，固化的温度为35℃～45℃，得到填充有环氧树脂的压电纤维，所述环氧树脂的固化后的弹性模量为1GPa～4GPa，环氧树脂的泊松比为0.15～0.27；

(3)将锆钛酸铅压电陶瓷片与切割面相对的一面进行减薄，得锆钛酸铅压电陶瓷-环氧树脂复合层；

(4)在步骤(3)所得锆钛酸铅压电陶瓷-环氧树脂复合层的上下两面用环氧树脂复合柔性叉指状电极，复合过程中保证上下两面的柔性叉指状电极呈镜面对称，柔性叉指状电极的指部与压电纤维平行并且正好处于压电纤维的边缘内侧；

(5)对锆钛酸铅压电陶瓷-环氧树脂复合层与柔性叉指状电极之间的环氧树脂进行固化，固化的温度为60℃～70℃，即得剪切型压电纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述锆钛酸铅压电陶瓷片为PZT-5H压电陶瓷、PZT-5A压电陶瓷、PZT4压电陶瓷或PZT8压电陶瓷。

3.根据权利要求1所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述压电纤维的厚度为180μm～280μm。

4.根据权利要求3所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述压电纤维的厚度为200μm。

5.根据权利要求1所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，压电纤维的宽度为680μm～700μm，纤维间隙的宽度为520μm～540μm。

6.根据权利要求1所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，锆钛酸铅压电陶瓷-环氧树脂复合层中压电纤维的体积分数为50％～85％。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的剪切型压电纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，锆钛酸铅压电陶瓷片通过如下方法进行极化：

将锆钛酸铅压电陶瓷片沿厚度方向，在介电强度2kV/mm～3kV/mm、70℃～90℃温度下，极化18min～22min，得沿厚度方向极化的锆钛酸铅压电陶瓷片。