纤维厚度和体积分数对压电纤维复合物应变性能的影响

陈子琪¹，朱松¹，林秀娟^1,2，熊威^3,4，周科朝¹，张斗¹

1. 中南大学粉末冶金国家重点实验室2. 济南大学材料科学与工程学院3. 中南大学材料科学与工程学院4. 伯明翰大学冶金与材料学院

摘 要：实验制备了不同纤维厚度和体积分数的压电纤维复合物,并在0.1 Hz的激励电压下测试了压电纤维复合物的自由应变性能和驱动性能,研究复合物典型结构参数对其性能的影响。实验发现,随着压电纤维厚度增加,复合物自由应变和顶端位移下降,1000 V激励电压下,纤维厚度为200μm样品纵向自由应变为665με,驱动Mylar膜产生的顶端位移为1.9 mm,而纤维厚度为300μm和400μm样品的纵向自由应变仅为纤维厚度为200μm样品的23.2%和11.7%,顶端位移为纤维厚度为200μm样品的45.8%和19.0%。压电纤维复合物具有驱动正交异性,横向自由应变、纵向自由应变以及横向效应系数随着纤维体积分数的降低而减小,纤维体积分数为74%的复合物其横向自由应变和纵向自由应变分别为体积分数为59%样品的2.04倍和1.72倍,横向效应系数也从0.519减小到0.451。

关键词：压电纤维复合物;自由应变;顶端位移;正交异性;