PZT压电复合材料的制备方法技术领域
本发明涉及压电陶瓷技术领域，尤其是一种PZT压电陶瓷复合材料的制备方法。
背景技术
压电陶瓷材料是一种能将机械能和电能相互转化的功能材料，广泛用于换能器、
传感器等领域。常用的压电陶瓷材料脆性大、耐冲击性差、成型工艺复杂，而高分子材料具
有柔性好、易加工的特点，将压电陶瓷材料与高分子材料按一定的联通方式复合后，可以制
成既具有一定压电性，又具有良好柔韧性，成型工艺简单的压电陶瓷复合材料。锆钛酸铅
(PZT)/树脂基压电复合材料是一种常用的压电陶瓷复合材料，但由于树脂基材料和PZT陶
瓷的膨胀系数不同，固化收缩产生内应力，会造成树脂基材料和PZT陶瓷粘接强度降低等不
良影响，造成压电陶瓷材料破裂，降低了PZT压电陶瓷复合材料的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PZT压电陶瓷复合材料的制备方法，通过该
方法制备出来的PZT压电陶瓷复合材料不容易破裂，具有可靠性高的特点。
为了解决上述技术问题，本发明包括以下步骤：
步骤一，在液体树脂基材料中加入金属氧化物填料，所述金属氧化物填料与液体
树脂基材料的质量比为30-200％，室温下以100-800rpm的速度进行搅拌混合；
步骤二、搅拌均匀后在80℃下预热10分钟，然后减压脱泡；
步骤三，当温度降至室温后，加入固化剂，所述固化剂与液体树脂基材料的质量比
为2-50％，搅拌均匀后减压脱泡；
步骤四，将步骤三所得浇注材料在PZT陶瓷材料表面浇注，固化成型。
优先地，所述液体树脂基材料为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧
树脂和脂环族环氧树脂中的一种或多种。
优选地，所述金属氧化物填料为氧化铁、氧化铝中的一种或多种。
优先地，所述固化剂为乙二胺、间苯二胺、二胺基二苯砜、2--甲基咪唑、甲基四氢
邻苯二甲酸酐中的一种或多种。
按照本本发明所制备的PZT压电陶瓷复合材料，内应力较小，不容易破裂，提高了
压电陶瓷复合材料的可靠性。
具体实施方式
本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范
围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对
本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
树脂基材料主要是半结晶高聚物，在材料内部有很多细小的缺陷，存在应力集中，
当局部应力超过局部强度时，缺陷就发展成为裂缝，造成粘接强度降低甚至发生破裂。树脂
基材料的线膨胀系数大于PZT陶瓷材料的线膨胀系数，在注模成型冷却或着器件在温差较
大的环境中使用时，有可能导致树脂基材料开裂，树脂基材料与PZT陶瓷的粘接强度降低甚
至树脂基材料与PZT陶瓷材料粘接处脱离，对压电复合材料的使用可靠性有着不可忽视的
影响。为了解决这个问题，本发明在制备PZT压电陶瓷复合材料时的步骤如下：
步骤一，在液体树脂基材料中加入金属氧化物填料，所述金属氧化物填料与液体
树脂基材料的质量比为30-200％，室温下以100-800rpm的速度进行搅拌混合，所述液体树
脂基材料为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂和脂环族环氧树脂中的
一种或多种，所述金属氧化物填料为氧化铁、氧化铝中的一种或多种。
步骤二、搅拌均匀后在80℃下预热10分钟，在密闭容器中用真空泵进行减压脱泡；
步骤三，当温度降至室温后，加入固化剂，所述固化剂与液体树脂基材料的质量比
为2-50％，搅拌均匀后在密闭容器中用真空泵进行减压脱泡，所述固化剂为乙二胺、间苯二
胺、二胺基二苯砜、2--甲基咪唑、甲基四氢邻苯二甲酸酐中的一种或多种。
步骤四，将步骤三所得浇注材料在PZT陶瓷材料表面浇注，固化成型。
本发明在液体树脂基材料中添加金属氧化物填料主要用来降低树脂基材料的线
膨胀系数，树脂基材料的线膨胀系数通过可以通过填料的用量来调节，当树脂基材料的线
膨胀系数与PZT陶瓷材料相近时所制成的PZT压电陶瓷复合材料内部应力就较小，不容易破
裂。