一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜及其制备方法和应用，属于结构健康监测领域。本发明专利技术以PZT陶瓷颗粒为功能相，PVDF为基体制备压电复合薄膜，采用石墨烯作为第三相添加到PZT/PVDF复合材料体系中，提高了复合材料基体的介电常数。压电复合薄膜的微观形貌较为密实，基体相PVDF更为致密的填充了功能相PZT颗粒之间的间隙，且对PZT颗粒包覆更为充分。所述的压电复合薄膜，既有良好的柔韧性，又有较高的压电性能。本发明专利技术提供的新型压电复合薄膜材料，大大降低了压电传感器重量，符合压电传感器轻质的要求；应用所述压电复合薄膜的传感器通过印刷线路连接，无需布置大量导线，符合结构健康监测系统的要求。

A piezoelectric composite film based on graphene modification and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜及其制备方法和应用
本专利技术属于结构健康监测领域，涉及一种新型传感器技术，具体地说，是指一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
随着智能材料与结构的发展，结构健康监测已成为保障武器装备、土木等关键结构安全的重要部分。其可以保障关键结构的安全性和可靠性、降低维护费用、延长使用使命。传感器作为核心元件，在结构健康监测系统中所处的服役环境非常苛刻，如振动、高低温循环应力等，而且传感器除了能有效检测信号信息外，还必须轻质。目前，结构健康监测系统中常用的传感器为压电陶瓷片(如PZT等)和压电聚酯薄膜(如PVDF等)。传统的压电陶瓷片质脆、密度较大且不能粘贴于曲面结构，手工粘贴和导线布置都很不方便；而压电薄膜虽然比较柔软，但其压电常数较低，限制了传感器灵敏度的提高。由于压电复合材料的性能具有可设计性，开发一种轻质、有韧性且压电、介电性能优异的压电复合材料是研制新型结构健康监测用传感器的基础。
技术实现思路
本专利技术针对传统压电传感器所不具备的优势，设计开发了一种基于石墨烯改性的新型压电复合薄膜，既有良好的柔韧性，又有较高的压电性能。采用添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜的制备方法，其特征在于：将石墨烯粉末溶于N‑甲基吡咯烷酮中形成石墨烯悬浮液；随后加入PVDF粉末得到PVDF悬浊液；将PZT粉末加入PVDF悬浊液，得到石墨烯、PZT陶瓷颗粒和PVDF的三相均匀体系原始复合浆料；利用所述的复合浆料制备压电复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜的制备方法，其特征在于：将石墨烯粉末溶于N-甲基吡咯烷酮中形成石墨烯悬浮液；随后加入PVDF粉末得到PVDF悬浊液；将PZT粉末加入PVDF悬浊液，得到石墨烯、PZT陶瓷颗粒和PVDF的三相均匀体系原始复合浆料；利用所述的复合浆料制备压电复合薄膜。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜的制备方法，其特征在于：按照体积百分比，石墨烯粉末的含量为0.2％～1.2％，PZT粉末的体积百分比为70％，其余为PVDF。3.一种基于石墨烯改性的压电复合薄膜，其特征在于：所述压电复合薄膜的薄膜厚度为9...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晶靖，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11