
这主要是因为随着孔隙率增加,模型的枝梁结构会逐渐变细。当把载荷加到模型上表面后,应力主要集中在枝梁结构的节点处和梁的中心部位(图中红色部分显示)。陶瓷是脆性材料,应力集中的部分一旦断裂,载荷就失效了,而且枝梁越细,应力集中的现象就越明显。在不改变多孔陶瓷模型的结构和成分的条件下,通过改变孔隙率就能实现对陶瓷抗压强度的调控。

当多孔陶瓷的孔隙率是50%时,陶瓷的压电系数d33是56pC/N。随着孔隙率增加,陶瓷的压电性能呈下降趋势,并且下降幅度越来越大,当孔隙率达到80%时,d33的值只有39pC/N。对比多孔结构理论计算出来的数值可以发现,实际测量结果在各个孔隙率下的压电系数d33都比理论值要低。这主要是因为通过DLP 3D打印制作的陶瓷坯体,在经过脱脂烧结后,其致密度和传统陶瓷相比还有一定差距。而且,如果把多孔结构看作一个密闭的压电体,多孔结构里空气相的存在会让压电性能明显变弱,影响了钛酸钡陶瓷压电相发挥它的特性。