多孔BCZT柱

柔性压电能量收集器由于能够将与弯曲相关的应变能转换为电能用于低功耗可穿戴电子设备，近年来受到了广泛关注。与0 - 3型压电复合材料相比，基于三维互联陶瓷骨架的柔性压电能量采集器具有较高的应力传递能力和较高的压电系数，因而受到广泛关注。本文采用冷冻铸造法制备了三维连通多孔锆钛酸钡钙( BCZT )柱基结构，将聚二甲基硅氧烷( PDMS )浸渍到定向孔道中形成柔性压电俘能器。详细研究了孔隙率对压电系数、铁电性能和能量收集性能的影响。压电系数和能量收集图的优点显著增强，因为存在一个排列的孔隙结构，导致高的应力转移到压电相。高度取向的孔隙率导致了聚合物60   vol %的压电复合材料的产生，其输出电压为30.2   V，电流为13.8  μA。而且峰值功率密度可达96.2  μW   cm-2，明显高于纳米颗粒基压电复合材料。该工作展示了柔性压电复合材料在能量收集方面的应用前景。