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压电陶瓷/聚合物复合材料由于兼具了聚合物的柔韧性、易加工性和压电陶瓷的高介电和高压电性而受到越来越多的关注。本文在查阅大量国内外文献并分析压电复合材料研究现状的基础上，针对当前陶瓷/聚合物复合材料介电和压电性能不高的情况，通过界面鳌合的方法提高了复合材料的介电常数和压电系数，并分析了介电和压电性能提高的机理。以复合材料的高介电和高压电性能为依托，制备出具有光机电效应的压电陶瓷/偶氮聚合物光电复合材料，实现了光能-机械能-电能之间的转换。通过系统研究获得以下成果：
将两种主链型偶氮聚酰胺（AZOPA1和AZOPA2）分别与锆钛酸铅（PZT）热压复合制备了PZT/偶氮聚酰胺复合材料。研究了PZT/偶氮聚酰胺复合材料介电性能和压电性能，结果发现：在PZT体积分数（fPZT）为0．7时，PZT/AZOPA1和PZT/AZOPA2复合材料的压电系数分别为50 pC/N和41 pC/N，在100 Hz介电常数分别为95和76，极化后，介电常数分别增加至114和91。PZT/AZOPA1和PZT/AZOPA2复合材料在3000μW/c㎡、365nm的紫外光辐照后的介电常数和介电损耗均未发生改变，压电系数有小幅增加。
通过溶液聚合合成了马来酸酐（MA）-乙酸乙烯酯（VA）交替共聚物（VAMA）。采用傅里叶红外吸收光谱（FT-IR）、示差扫描量热分析（DSC）和介电频谱等方法对VAMA的分子结构、热性能和介电性能进行分析，结果表明：VAMA玻璃化温度为82℃，熔点为170℃，介电常数为5，介电损耗低于0．05。以合成的VAMA为聚合物基体，通过热压法制备了PZTNAMA复合材料。采用FTIR、X射线光电子能谱（XPS）、固体核磁（NMR）、X射线衍射（XRD）以及DSC等方法分析了复合材料内部的化学反应和分子结构的变化。结果表明：VAMA的酸酐和羧基基团与PZT颗粒表面的铅原子之间发生了固相螯合反应。通过扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的微观形貌进行分析，发现位于PZT与VAMA界面处的螯合反应极大改善了复合材料内部PZT相与VAMA相的界面连接。
通过介电频谱仪测试了PZT/VAMA复合材料的介电性能。结果发现：复合材料具有超高的介电性能，在fPZT=0．7时，复合材料的介电常数达到最高值，在40 Hz时，介电常数为1300，超过PZT的介电常数．是现有的高介电性PZT/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料的七倍。运用电介质极化理论对复合材料的高介电性能进行分析，结果表明：复合材料的高介电常数源于PZT和VAMA界面间的界面极化和分子取向极化。采用准静态压电系数测量仪对PZT/VAMA复合材料的压电系数（d33）进行分析，结果表明：复合材料具有极高的压电系数，在fPZT=0．7时复合材料压电系数达到最高值170，为现有高压电性PZT/PVDF复合材料的三倍。理论分析表明PZT/VAMA复合材料的高压电性能源于复合材料中界面螯合反应对陶瓷晶体极化率的提高。
以VAMA作为一种表面改性剂，制备了添加VAMA的PZT/PVDF复合材料。对复合材料的介电和压电性能进行分析。结果表明：VAMA的添加极大提高了PZT/PVDF复合材料介电常数并降低了PZT/PVDF复合材料的介电损耗；VAMA的添加同时也提高了PZT/PVDF复合材料的压电系数。
以羟基偶氮苯为掺杂组分，采用热压法制备了偶氮化合物掺杂的PZT/VAMA复合材料。以3000μW/c㎡、365 nm紫外光辐照偶氮化合物掺杂PZTNAMA复合材料后，对复合材料的光机电性质进行分析。结果发现：偶氮化合物掺杂PZT/VAMA复合材料样片经3000μW/c㎡、365 nm紫外光辐照后介电常数和介电损耗均未发生变化；在fPZT=0．7时，复合材料样片侧面经紫外光辐照后压电系数在60 min后达到最高值，由辐照前的104增加至126，增幅为17%，证实了光机电效应。
以VAMA和羟基偶氮苯为反应物，通过酯化反应合成了侧链型偶氮聚合物VAMA-g-HAB。通过介电频谱、FT-IR和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等对VAMA-g-HAB的介电性能、分子结构和光致异构性进行分析。结果表明：侧链型偶氮聚合物VAMA-g-HAB具有较高的介电常数和低的介电损耗；在紫外光照射下，聚合物表现出光致异构性。以VAMA-g-HAB为聚合物基体，通过热压法制备了PZT/侧链型偶氮聚合物复合材料。以3000μW/c㎡、365 nm紫外光对PZT/侧链型偶氮聚合物复合材料辐照后，对复合材料的光机电性质进行分析，结果发现：PZT/侧链型偶氮聚合物基复合材料样片经紫外光辐照后的介电常数和介电损耗均未发生改变；在fPZT=0．7时，复合材料在紫外光照射下压电系数由辐照前的130 pC/N在80 min内增加到170 pC/N，增幅达30%，具有显著的光机电效应。