ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И/ИЛИ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ ТВЕРДЫЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ТАКОГО МАТЕРИАЛА

1. Пьезоэлектрический и/или пироэлектрический композиционный твердый материал, названный гибридным материалом, содержащий:
- твердую диэлектрическую матрицу (11),
- неорганический наполнитель, распределенный в твердой диэлектрической матрице (11), где неорганический наполнитель состоит из материала, выбранного из группы, состоящей из пьезоэлектрических материалов, пироэлектрических материалов, и пьезоэлектрических и пироэлектрических материалов,
в котором неорганический наполнитель содержит твердые наночастицы, названные нитевидными наночастицами (12), имеющие:
- длину, продолжающуюся в основном направлении удлинения нитевидных наночастиц (12),
- два размера, названные ортогональными размерами, продолжающиеся в двух поперечных направлениях, которые являются взаимно перпендикулярными и ортогональными по отношению к основному направлению удлинения нитевидных наночастиц (12), где ортогональные размеры меньше длины и меньше 500 нм, и
- два соотношения, названные соотношениями сторон, между длиной и каждым из двух ортогональных размеров, где соотношения сторон составляют более чем 10,
где
- нитевидные наночастицы (12) распределены в объеме твердой диэлектрической матрицы (11) в количестве по объему менее 50%, и где
- основные направления удлинения нитевидных наночастиц (12) неорганического наполнителя, распределенного в диэлектрической матрице (11), имеют по существу изотропное распределение в твердой диэлектрической матрице (11).
2. Материал по п.1, где неорганический наполнитель распределен по существу равномерно в твердой диэлектрической матрице (11).
3. Материал по п.1, где нитевидные наночастицы (12) выбраны из группы, состоящей из нанопроволок, наностержней и нанотрубок.
4. Материал по п.1, где нитевидные наночастицы (12) имеют длину более 1 мкм.
5. Материал по п.1, где неорганический наполнитель образован из материала, выбранного из группы неорганической керамики.
6. Материал по п.1, где твердая диэлектрическая матрица (11) содержит по меньшей мере один полимерный материал, выбранный из группы, состоящей из термопластичных полимерных материалов и термореактивных полимерных материалов.
7. Материал по п.1, где он дополнительно содержит наполнитель, названный проводящим наполнителем, из электропроводящего материала, содержащего проводящие нанопроволоки (15), имеющие:
- длину, продолжающуюся в основном направлении удлинения проводящих нанопроволок (15),
- два размера, названные ортогональными размерами, продолжающиеся в двух поперечных направлениях, которые являются взаимно перпендикулярными и ортогональными по отношению к основному направлению удлинения проводящих нанопроволок (15), где ортогональные размеры меньше длины и меньше 500 нм, и
- два соотношения, названные соотношениями сторон, между длиной и каждым из двух ортогональных размеров проводящих нанопроволок (15), где соотношения сторон составляют более чем 50,
в котором проводящие нанопроволоки (15) распределены в объеме твердой диэлектрической матрицы (11) в количестве по объему менее чем 1%.
8. Способ получения композиционного твердого материала, названного гибридным материалом, где получают дисперсию неорганического наполнителя, содержащего нитевидные наночастицы (12), образованные из неорганического материала, выбранного из группы, состоящей из пьезоэлектрических материалов, пироэлектрических материалов, и пьезоэлектрических и пироэлектрических материалов, где нитевидные наночастицы (12) имеют:
- длину, продолжающуюся в основном направлении удлинения нитевидных наночастиц (12),
- два размера, названные ортогональными размерами, продолжающиеся в двух поперечных направлениях, которые являются взаимно перпендикулярными и ортогональными по отношению к основному направлению удлинения нитевидных наночастиц (12), где ортогональные размеры меньше длины и меньше 500 нм, и
- два соотношения, названные соотношениями сторон, между длиной и каждым из двух ортогональных размеров, где соотношения сторон составляют более чем 10,
в жидкой композиции (2) предшественника твердой диэлектрической матрицы (11) так, чтобы получить количество по объему нитевидных наночастиц (12) в гибридном материале менее 50% и так, чтобы основные направления удлинения нитевидных наночастиц (12) неорганического наполнителя, распределенного в диэлектрической матрице (11), имели по существу изотропное распределение в твердой диэлектрической матрице (11).
9. Способ по п.8, где:
- дисперсию нитевидных наночастиц (12) получают в жидкой среде-растворителе,
- дисперсию смешивают в жидкую композицию (2) предшественника,
- жидкий растворитель удаляют, и
- гибридный материал помещают в электрическое поле, подходящее для обеспечения поляризации нитевидных наночастиц (12) и их превращения в пьезоэлектрические и/или пироэлектрические нитевидные наночастицы (12).
10. Способ по п.8, где, когда твердая диэлектрическая матрица (11) содержит по меньшей мере один полимерный материал, тогда жидкая композиция (2) предшественника представляет собой раствор полимерного материала в жидком растворителе, выбранном из растворителя дисперсии нитевидных наночастиц (12) и растворителей, которые смешиваются с растворителем дисперсии нитевидных наночастиц (12).
11. Способ по п.8, где, когда твердая диэлектрическая матрица (11) содержит по меньшей мере один термопластичный материал, тогда жидкая композиция (2) предшественника образуется из твердой диэлектрической матрицы (11) в расплавленном состоянии.
12. Способ по п.8, где, когда твердая диэлектрическая матрица (11) содержит по меньшей мере один термореактивный материал, тогда жидкая композиция (2) предшественника образуется по меньшей мере из одной жидкой композиции, включенной в композицию термореактивного материала.
13. Способ по п.8, где дисперсию нитевидных наночастиц (1) в жидкой композиции (2) предшественника подвергают ультразвуковой обработке.
14. Способ по п.8, где интенсивность электрического поля, приложенного к гибридному материалу, составляет от 1 кВ/мм до 10 кВ/мм.
15. Применение гибридного материала по любому из пп.1-7 в изготовлении конструкционных деталей и пленок на носителе, полученных осаждением на всей или части поверхности такого носителя.
16. Применение по п.15 гибридного материала для определения механических напряжений на поверхности гибридного материала посредством прямого пьезоэлектрического эффекта или для определения температурных колебаний на поверхности гибридного материала посредством прямого пироэлектрического эффекта.
17. Применение по п.15 гибридного материала, где гибридный материал позволяет создать статическую или динамическую механическую волну посредством обратного пьезоэлектрического эффекта.
18. Применение гибридного материала по п.17 в аудиоустройстве, особенно в гибком аудиоустройстве.
19. Применение гибридного материала по п.17 в антиобледенительном устройстве.
20. Применение гибридного материала по п.17 в механическом необрастающем устройстве.
21. Применение по п.15 гибридного материала по п.7 в изготовлении звукоизоляционного материала, подходящего для обеспечения поглощения акустической вибрационной волны и рассеяния энергии вибрационной волны посредством эффекта Джоуля.