[发明专利]一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法，属于压电材料技术领域。本发明将石墨粉置于硫酸中与高锰酸钾反应生成氧化石墨烯，石墨烯材料具有良好的力学性能，有利于提高压电材料的抗断裂能力，同时氧化石墨烯结合银离子，在高温煅烧后，氧化石墨烯得到还原生成石墨烯材料，使石墨烯与银离子更加紧密的结合，从而石墨烯更具热稳定性，使压电材料的热稳定性得到提高；本发明将氧化石墨烯与钛酸四丁酯混合，钛酸四丁酯通过与氧化石墨烯产生共价键、分子间作用力以及其它化学键合力吸附，从而加强压电材料的力学性能，提高压电材料的抗断裂能力，同时三者的热稳定性能极其优异，从而进一步加强压电材料的热稳定性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法，属于压电材料技术领域。

背景技术

压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。利用压电材料可实现机械振动（声波）和交流电的互相转换。

压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。

压电材料分为无机压电材料和有机压电材料，无机压电材料分为压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。具有压电性的陶瓷称压电陶瓷，实际上也是铁电陶瓷。有机压电材料又称压电聚合物，如聚偏氟乙烯（PVDF）（薄膜）及其它为代表的其他有机压电（薄膜）材料。这类材料及其材质柔韧，低密度，低阻抗和高压电电压常数等优点为世人瞩目，且发展十分迅速，水声超声测量，压力传感，引燃引爆等方面获得应用。第三类是复合压电材料，这类材料是在有机聚合物基底材料中嵌入片状、棒状、杆状、或粉末状压电材料构成的。至今已在水声、电声、超声、医学等领域得到广泛的应用。如果它制成水声换能器，不仅具有高的静水压响应速率，而且耐冲击，不易受损且可用与不同的深度。

目前压电材料抗断裂效果不佳、热稳定性能差导致压电材料易断裂、易被热分解的缺陷。因此，发明一种抗断裂热稳定型压电材料对压电材料技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前压电材料抗断裂效果不佳、热稳定性能差导致压电材料易断裂、易被热分解的缺陷，提供了一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）将100～150g石墨块放入研磨机中研磨，过50目筛得到过筛物，将过筛物置于烧杯中，将烧杯置于冰水浴中，用硫酸溶液浸渍过筛物，用搅拌器混合搅拌制得混合悬浊液，向烧杯中加入混合悬浊液质量5～8%的高锰酸钾粉末，继续以500～550r/min的转速混合搅拌2～3h，制得混合溶液；

（2）将混合溶液与柠檬酸溶液投入三口烧瓶中，将三口烧瓶投入水浴锅中，用搅拌器混合搅拌，制得混合分散液，向三口烧瓶中滴加混合分散液质量5～8%的硝酸银溶液，常温下静置2～3h，制得混合浆液；