九一果冻制作厂

北京理工大学李营团队研究了一种新型的柔性压电陶瓷复合材料 (FPCCs)，旨在解决 FPCCs 制备精度低和难以同时提升压电性能和柔韧性的问题。首先通过配置柔性树脂基体和采用表面功能化处理压电陶瓷颗粒，实现了 FPCCs 柔韧性和压电性能的协同提升。其次，团队利用nanoArch® S140（精度：10 μm）制备了体心立方(BCC)结构，添加了不影响压电性能的光吸收剂 TiO2，显著提高了3D打印精度。最终制备的 FPCCs 具有高精度、高柔韧性和良好的压电性能，为 FPCCs 的多功能应用拓展了新的研究方向。

相关相关研究以“Synergistic improvement of mechanical and piezoelectric properties of the flexible piezoelectric ceramic composite and its high-precision preparation"为题发表在学术期刊《Ceramics International》上。

图1. PZT-5H表面功能化处理示意图。

图2. (a)由于打印过程中过度的紫外线扩散而导致的Rex图。(b)Rex定义示意图。

图3. 3D打印制造工艺的原理图。

图4. 极化过程图。

图5. PZT-5H和PZT-5H（TMSPM）粒子

图6. (a)二氧化钛纳米粒子散射和紫外光吸收示意图。(b)在不添加吸光剂和添加吸光剂二氧化钛的条件下的树脂吸光度测试结果。(c)在4s的曝光时间条件下，5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆液的固化深度和超宽。(d)在暴露时间为4s的光照强度下，5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆液和添加0.06 wt%二氧化钛的固化厚度和超宽度的变化。(e)在78.8 mW/cm2的光强下，不添加二氧化钛和添加0.06 wt%二氧化钛的5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆料的固化厚度和多余宽度随时间的变化。(f)在100rmp和150rmp转速下，不同二氧化钛含量的5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆料的粘度比较。

图7. 不同二氧化钛添加量下体心立方结构的光学和电子显微镜图像。(a)体心立方结构的设计尺寸。(b)用0.06 wt%含tio2的浆液进行3D打印制备的结构的电子显微镜图像。(c)由不添加二氧化钛的浆液和二氧化钛含量为0.02 wt%、0.04 wt%、0.06 wt%和0.08 wt%的泥浆制备的体心立方结构样品的光学和单细胞电子显微镜图像。

图8. 机械性能示意图（在拉伸速率为500 mm/min时，压缩速率为1 mm/min，二氧化钛含量为0.06 wt%)。(a)使用5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆料制备的柔性压电陶瓷复合材料的拉伸断裂图像和20次循环拉伸试验图。(b)使用5 vol% PZT-5H（TMSPM）浆料制备的柔性压电陶瓷复合材料的压缩图像和20个循环压缩图。(c)柔性压电陶瓷复合材料的拉伸断裂图。(d)柔性压电陶瓷复合材料的压缩图。(e)体心立方三维结构的性能显示。(f)使用FPCCs的3D打印制备的体心立方晶格结构（体积分数为40 %）的20个循环压缩图。

图9. 在5 vol% PZT-5H（TMSPM）条件下，不同极化时间、极化温度和极化电压下的FPCCs中d33的(a)、(b)和(c)变化。(d)添加二氧化钛对d33的影响。

图10. 在25°C下，具有5 vol% PZT-5H（TMSPM）的FPCCs的介电常数和介电损耗的频率依赖性。