本發明屬于復合材料領域，涉及一種壓電功能多孔電極復合材料及制備方法。
背景技術：
壓電復合材料是有兩種或多種材料復合而成的壓電材料。常見的壓電復合材料為壓電陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活環氧樹脂)的兩相復合材料。這種復合材料兼具壓電陶瓷和聚合物的長處，具有很好的柔韌性和加工性能，并具有較低的密度、容易和空氣、水、生物組織實現聲阻抗匹配。
目前現有技術中公開的壓電復合材料的制法，如專利CN201210023862.7中，壓電復合材料的制法包括以下步驟：混合壓電陶瓷粉末、粘結劑、交聯劑、潤滑劑及增塑劑，以形成漿料；對漿料進行擠壓成型步驟，以形成壓電陶瓷纖維生胚；對壓電陶瓷纖維生胚進行燒結步驟，以形成壓電陶瓷纖維；依照預定的體積含量，將壓電陶瓷纖維排列，置入模具中；及將粘著劑灌入模具中，以形成壓電復合材料。該制法能夠順利擠壓成型壓電陶瓷纖維，且擠出的壓電陶瓷纖維的可塑性良好。但是工藝太繁瑣，壓電性能有待提高，因此需要設計一種新的制法簡單易操作、性能好的壓電復合材料。
技術實現要素：
本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種壓電功能多孔電極復合材料，該材料具有良好的壓電性能。
為解決上述技術問題,本發明提供的技術方案是：
一種壓電功能多孔電極復合材料，按照如下質量百分比進行配料：三氧化二銻3-6％，氧化硅1-6％，氟化鈉1-3％、氟硅酸鈉1-3％，氧化鈰0.1-0.45％，廢玻璃3-5％，碳化硅3-5％，余量為碳酸鋇。
其中廢玻璃的成分按質量百分比計為：Al2O3 7％，B2O3 1％，CaO 17％，ZnO 6.5％，BaO 4％，Na2O3 0.3％，K2O 2％，Fe2O3 0.5％，余量為SiO2。
本發明還公開了該壓電功能多孔電極復合材料的制備方法，材料制備過程包括如下步驟：
(a)按照組成比：三氧化二銻3-6％，氧化硅1-6％，氟化鈉1-3％、氟硅酸鈉1-3％、氧化鈰0.1-0.45％、廢玻璃3-5％、碳化硅3-5％、余量為碳酸鋇，進行配料、混合；
(b)將混合好的粉末樣品放入球磨機中球磨，使粉末混合均勻；
(c)將磨好的粉末擠壓緊實裝入圓柱形模具，放置在壓片機上壓制；
(d)將壓制好的樣品放入電阻爐中燒結，燒結溫度為1200-1300℃，保溫時間為50-60分鐘，自然冷卻到室溫后將樣品取出；
(e)取出后在球磨機中球磨48h，使陶瓷粉末細小達到10-30微米，取出；
(f)和聚苯乙烯共聚物SEBS混合，然后放入模具在210-230℃加熱加壓10-15min以形成壓電復合材料，加壓壓力為2-6MPa。
所述三氧化二銻、氧化硅、氟化鈉、氟硅酸鈉、氧化鈰、碳化硅、碳酸鋇的質量純度為99.9％。
步驟(b)中球磨的時間為48h。
步驟(c)中，壓力片機壓力為100MPa。
步驟(f)中，陶瓷粉末和聚苯乙烯共聚物SEBS的重量比為10：0.5-0.9。
所制得壓電多孔復合材料的孔隙率為5-15％，平均孔徑為0.3-0.6mm。
有益效果：
采用本發明電功能多孔電極復合材料的制備方法制得的材料，由于碳化硅的還原性，有效的防止了材料的劇烈氧化，可以使材料表面與內部氧含量差異較小，使獲得高性能材料成為可能。由于氟化鈉、氟硅酸鈉、廢玻璃的加入使材料的燒結溫度大大降低，實現了節能環保的要求。
與現有技術相比，本發明的材料以碳酸鋇為基體，其上分布各種導電離子如銻、鈰，不僅具有均勻的壓電組織，而且具有健強的結構；銻、鈰配合既可改善材料的介電性，而且也保證了材料的壓電性。
本發明的材料的制備方法充分利用了廢料如廢舊玻璃直接生產合金所用原材料，成分配比靈活，質量控制到位，并且可以降低成本，工藝簡單、充分地利用含氧量高的粉末廢料，環保、有效改善環境，具有很高的社會價值。本發明的組分配比合理、工藝簡單、操作方便。
本發明材料具有良好的穩定性和實用性，可廣泛應用于電池、超聲等等領域。
附圖說明
圖1：本發明的壓電功能多孔電極復合材料的顯微鏡圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
一種壓電功能多孔電極復合材料，按照如下質量百分比進行配料：三氧化二銻3-6％，氧化硅1-6％，氟化鈉1-3％、氟硅酸鈉1-3％，氧化鈰0.1-0.45％，廢玻璃3-5％，碳化硅3-5％，余量為碳酸鋇。其中廢玻璃的成分按質量百分比計為：Al2O3 7％，B2O3 1％，CaO 17％，ZnO 6.5％，BaO 4％，Na2O3 0.3％，K2O 2％，Fe2O3 0.5％，余量為SiO2。
壓電功能多孔電極復合材料的制備方法，材料制備過程包括如下步驟：
(a)按照材料組成質量百分比為：三氧化二銻3-6％，氧化硅1-6％，氟化鈉1-3％、氟硅酸鈉1-3％、氧化鈰0.1-0.45％、廢玻璃3-5％、碳化硅3-5％、余量為碳酸鋇，進行配料、混合。
(b)將混合好的粉末樣品放入球磨機中球磨48h，使粉末混合均勻；
(c)將磨好的粉末擠壓緊實裝入圓柱形模具，放置在壓片機上壓制，壓力片機壓力為100MPa；
(d)將壓制好的樣品放入電阻爐中燒結，燒結溫度為1200-1300℃，保溫時間為50-60分鐘，自然冷卻到室溫后將樣品取出；
(e)取出后在球磨機中球磨48h，使陶瓷粉末細小達到10-30微米，取出；
(f)和聚苯乙烯共聚物SEBS混合，然后放入模具在210-230℃加熱加壓10-15min以形成壓電復合材料，加壓壓力為2-6MPa，陶瓷粉末和聚苯乙烯共聚物SEBS的重量比為10：0.5-0.9。
按本發明的制備方法，所制得壓電多孔復合材料的孔隙率為5-15％。平均孔徑為0.3-0.6mm。
實施例1
材料組成質量百分比為：三氧化二銻3％，氧化硅1％，氟化鈉1％、氟硅酸鈉1％，氧化鈰0.1％，廢玻璃3％，碳化硅3％，余量為碳酸鋇。
實施例2
材料組成質量百分比為：三氧化二銻6％，氧化硅6％，氟化鈉3％、氟硅酸鈉3％，氧化鈰0.45％，廢玻璃5％，碳化硅5％，余量為碳酸鋇。
實施例3
材料組成質量百分比為：三氧化二銻5％，氧化硅3％，氟化鈉2％、氟硅酸鈉2％，氧化鈰0.3％，廢玻璃4％，碳化硅4％，余量為碳酸鋇。
實施例4
材料組成質量百分比為：三氧化二銻2％，氧化硅0.5％，氟化鈉0.5％、氟硅酸鈉0.5％，氧化鈰0.05％，廢玻璃2％，碳化硅2％，余量為碳酸鋇。
實施例5
材料組成質量百分比為：三氧化二銻7％，氧化硅7％，氟化鈉4％、氟硅酸鈉4％，氧化鈰0.5％，廢玻璃6％，碳化硅6％，余量為碳酸鋇。
對以上實施例1-5進行性能測定，結果見表1：
表1對比例及實施例的材料性能測定
與現有技術相比，本發明的材料以碳酸鋇為基體，其上分布各種導電離子如銻、鈰，不僅具有均勻的壓電組織，而且具有健強的結構；銻、鈰配合既可改善材料的介電性，而且也保證了材料的壓電性。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。