[發明專利]一種壓電陶瓷-聚合物復合材料的制備方法及壓電陶瓷-聚合物復合材料

在審

• 申請號: 201210592390.7
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103915561A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 郭棟;郭懷兵;陳小隨
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H01L41/37
• 分類號: H01L41/37;H01L41/18
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種壓電陶瓷-聚合物復合材料的制備方法，該方法包括以下步驟：

1）將陶瓷粉體、有機單體、交聯劑和水充分研磨混合，得到高固相低粘度的陶瓷漿料；其中，陶瓷粉體占漿料體積的45vol%～53vol%；

2）陶瓷漿料真空除泡后，加入引發劑和催化劑使之反應得到強度大于15MPa的壓電陶瓷干凝膠素坯；

3）用激光將步驟2）中的壓電陶瓷凝膠素坯進行切割，之后燒結成陶瓷并填充聚合物，等聚合物固化后切掉底座，得到壓電陶瓷-聚合物復合材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有機單體為能夠發生自由基聚合生成凝膠的有機單體小分子，包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或多種；

所述的交聯劑為N-N’亞甲雙丙烯酰胺或N，N’-（1,2-二羥乙烯基）雙丙烯酰胺；

所述引發劑為過硫酸鹽，包括過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸中的一種或多種；

所述催化劑為四甲基乙二胺；

所述分散劑包括聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、馬來酸酐丙烯酸共聚物、檸檬酸銨、甲基氫氧化銨和偏磷酸鈉中的一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1）中所述有機單體含量占所述混合漿料中水質量的10～40%，所述交聯劑含量占所述混合漿料中水質量的3～15%，所述交聯劑與所述有機單體質量比為1：3～1：10，所述催化劑的含量為20～50μl/100mL漿料，所述引發劑含量為10～30μg/100mL漿料。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1）中陶瓷粉體包括鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鈮鎂酸鉛、鈮鋅酸鉛、鈮鎳酸鉛、鈮酸鉀鈉、鈦酸鉍鈉、鈦酸鉍鉀中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚合物為具有粘接性能的樹脂，包括環氧樹脂、聚胺脂和橡膠。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3）中切割采用固體或氣體激光切割。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光為Nd:YAG激光或CO₂激光。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷粉體占所述漿料體積的為50vol%～53vol%。

9.利用權利要求1所述方法制得的陶瓷和聚合物并排排列的2-2模式復合材料或陶瓷柱周期排列在聚合物中的1-3模式復合材料。