[發明專利]鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料

有效

• 申請號: 201310228098.1
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103346253A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 李麗麗;張樹君;徐卓;耿學倉;汶飛;馬明;李振榮
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L41/187
• 分類號: H01L41/187;H01L41/39
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

1.一種鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料，其特征在于：復合材料由具有復合鈣鈦礦結構的Relaxor-PbTiO₃鐵電單晶和聚合物組成，所說的Relaxor-PbTiO₃鐵電單晶選自Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃和Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-PbTiO₃體系鐵電材料中的一種，所說的聚合物為其內填充有金屬顆粒和/或氧化物顆粒和/或發泡劑和/或真空玻璃微珠的環氧樹脂，單晶片均勻排列分布在聚合物基體中，利用機械加工得到的單晶片子的截面寬度為200μm-1mm，縱寬比為2-5，復合材料中單晶的體積分數為20%-70%。

2.根據權利要求1所述的鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料，其特征在于：所說的單晶是Relaxor-PbTiO₃組成的復合鈣鈦礦結構的鐵電材料，單晶的極化方向為[011]方向，開槽方向垂直于[100]和[011]方向。

3.根據權利要求1所述的鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料，其特征在于：環氧樹脂中填充的金屬顆粒和/或氧化物顆粒和/或發泡劑和/或真空玻璃微珠的直徑為0.1-0.5mm。

4.根據權利要求1或3所述的鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料，其特征在于：環氧樹脂中填充的金屬顆粒和/或氧化物顆粒和/或發泡劑和/或真空玻璃微珠的直徑為0.2mm。

5.一種制備鐵電單晶/環氧2-2結構及應力板加固的2-2結構復合材料的方法，其特征在于包括下述的工藝步驟：

（1）用勞埃衍射法對單晶進行定向確定[011]、[100]及方向并進行切割，單晶的大面方向為[011]方向；

（2）利用金剛石自動劃片機沿單晶方向切出平行的切口，該切口面垂直于[100]方向，之后再澆注環氧樹脂，等固化后，去掉表面多余的樹脂，得到2-2結構的復合材料；

（3）固化后的復合材料經過研磨和拋光處理，使兩面都露出單晶后，得到試樣，之后在試樣上下兩面涂上厚度為1μm-10μm的銀漿，加溫烘干，或者利用濺射方法，在試樣上下兩面噴上厚度為100nm-1000nm的薄膜電極；

（4）對試樣進行極化處理，極化條件為1.0-1.5kV/mm，最后得到2-2結構的單晶復合材料；

（5）從步驟（4）中得到的2-2結構的單晶復合材料上下兩個電極面上將導線引出，然后各加一塊應力板通過聚合物進行粘接加固，得到應力板加固的2-2結構的單晶復合材料。

6.根據權利要求5所述的制備復合材料的方法，其特征在于：所說的應力板選自金屬板或金屬氧化物板或高分子板或電路板。

7.根據權利要求5或6所述的制備復合材料的方法，其特征在于：所說的應力板厚度為0.1-10mm。

8.根據權利要求5所述的制備復合材料的方法，其特征在于：用于粘接2-2結構的復合材料與應力板的聚合物為導電膠或環氧樹脂或聚氨酯。