宏观纤维复合材料及其驱动器的研究与应用

发布时间：2020-12-25 00:40

　　宏观纤维复合材料(Macro Fiber Composite,简称MFC)是一种新型压电纤维复合材料。用MFC制成的器件既是传感器也是驱动器。以d33模式的MFC驱动器为例,给出了MFC的压电本构方程,总结对比了目前常用的3种压电纤维片制备方法的优缺点。最后,通过列举MFC驱动器在不同领域的实际应用案例说明了其应用现状,展望了MFC驱动器的应用与发展前景。 

【文章来源】：机械工程材料. 2020年06期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

MFC驱动器的两种工作模式

切割填充法（见图2）：将压电陶瓷块用切割机开槽（不要切穿陶瓷底部），然后将环氧树脂浇注到槽内，并将其置于真空干燥箱中真空固化得到压电环氧块体复合材料，最后切割块体复合材料得到较薄的压电纤维层。该方法是传统的1-3型压电复合材料的制备方法。谢焰等[28]采用切割填充法制备低固含量的压电纤维层，封装后得到的MFC驱动器具有很好的应变性能。切割填充法通过一定宽度的刀片开槽，槽宽即为刀片宽度，因此纤维间距均匀。但是该方法刀片宽度一般较大，多在100μm以上。若刀片太小，槽很窄，会极大提高环氧胶浇注填充的难度。该方法的生产效率高，适合制备纤维间距在100μm以上的MFC驱动器。切割层叠法（见图3）：将陶瓷用切割机切成薄片，在一陶瓷薄片上涂上混合均匀的环氧AB胶，再与另一陶瓷薄片贴合，重复以上步骤得到块状复合陶瓷；块状复合陶瓷经过固化后，用切割机切割得到压电纤维层。李世成等[29]采用切割层叠法制备压电纤维层并制作了MFC驱动器，发现在300V正弦交变电压作用下，该驱动器纵横向伸缩分别可达3.6μm和1.7μm，具有较高的机电性能。切割层叠法相比于切割填充法，可以制备纤维间距很小（小于100μm）的压电纤维层，材料利用率高，但是层与层之间的间距均匀性较难控制。

切割层叠法示意


本文编号：2936611