一种纵向梯度压电纤维复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种纵向梯度压电纤维复合材料，由两片交叉指形电极、压电纤维和高分子聚合物构成，压电纤维和高分子聚合物交替排列，压电纤维和高分子聚合物位于上、下两片交叉指形电极之间，上、下两个交叉指形电极呈镜面对称，上、下两片交叉指形电极的正极电极指部和负极电极指部之间的指间距沿梯度压电纤维复合材料的纵向方向连续梯度变化。本发明专利技术纵向梯度压电纤维复合材料，具有高柔韧性及优异的驱动特性，可以在压电纤维复合材料的纵向方向提供连续变化的驱动变形能力；梯度压电纤维复合材料集压电纤维、聚合物及交叉指形电极于一体，集成度高，便于操作及使用；此外，梯度压电纤维复合材料采用切割‑填充法制备，工艺简单，成本低廉，生产周期短，产品性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种纵向梯度压电纤维复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种压电复合材料，特别是所使用电极的指间距为梯度结构的压电纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
智能材料与结构是指将驱动器、传感器及微处理控制系统与基体材料相融合，可以感知和处理内部、外部信息的一种新型材料与结构。通过对环境的变化做出响应，智能材料与结构实现了材料的自变形、自诊断、自适应、自修复等功能，现已成为一门新兴的多学科交叉综合科学，是当今国际学术前沿学科之一。压电材料作为应用最为广泛的智能材料之一，在传感器、换能器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。为了解决压电材料存在的变形小、脆性大等问题，美国麻省理工学院于1993年首次提出了圆形压电纤维复合材料这一智能压电复合材料。但此结构使用圆形纤维作为功能相，导致纤维与电极的接触面积较小，电场效率较低，且采用圆形纤维制备复合材料工艺复杂，成品率低。为了改进圆形压电纤维复合材料存在的结构缺陷，美国航空航天宇航局采用矩形压电纤维代替圆形压电纤维对结构进行改进，得到了目前应用较为广泛的矩形压电纤维复合材料。该复合材料采用两片呈镜面对称的交叉指形电极对单向且均匀分布的压电纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纵向梯度压电纤维复合材料，由两片交叉指形电极、压电纤维和高分子聚合物构成，其特征在于：所述压电纤维和高分子聚合物位于上、下两片交叉指形电极之间，压电纤维和高分子聚合物交替排列，所述上、下两片交叉指形电极呈镜面对称，且交叉指形电极的正极指部和负极指部交替不等间距排列。

【技术特征摘要】
1.一种纵向梯度压电纤维复合材料，由两片交叉指形电极、压电纤维和高分子聚合物构成，其特征在于：所述压电纤维和高分子聚合物位于上、下两片交叉指形电极之间，压电纤维和高分子聚合物交替排列，所述上、下两片交叉指形电极呈镜面对称，且交叉指形电极的正极指部和负极指部交替不等间距排列。2.根据权利要求1所述的纵向梯度压电纤维复合材料，其特征在于：所述纵向梯度压电纤维复合材料结构选自以下几种中的一种或者几种：（1）沿压电纤维复合材料的纵向方向，相邻电极正极指部和负极指部的间距逐渐递减，表现为相邻电极指间距由数值A递减至数值B的纵向梯度压电纤维复合材料，其中，1.5mm≥A＞B≥0.5mm；（2）沿压电纤维复合材料的纵向方向，相邻电极正极指部和负极指部的间距先逐渐递增后逐渐递减，表现为电极指间距由数值B递增至数值A随后再逐渐递减至数值b的纵向梯度压电纤维复合材料，其中，1.5mm≥A＞B≥0.5mm，1.5mm≥A＞b≥0.5mm；（3）沿压电纤维复合材料的纵向方向，相邻电极正极指部和负极指部的间距先递减后递增，表现为电极指间距由数值A逐渐递减至数值B随后再逐渐递增至数值a的纵向梯度压电纤维复合材料；其中，1.5mm≥A＞B≥0.5mm，1.5mm≥a＞B≥0.5mm。3.根据权利要求1或2所述的纵向梯度压电纤维复合材料，其特征在于：所述压电纤维的材料为压电陶瓷或压电单晶。4.根据权利要求1或2所述的纵向梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：林秀娟，李佳楠，黄世峰，程新，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37