壓電纖維及其水泥基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、相比單相壓電陶瓷，水泥基壓電復(fù)合材料的壓電電壓常數(shù)大幅提高，制作成的傳感器的聲阻抗能夠調(diào)整到與混凝土結(jié)構(gòu)相匹配，這有利于拓寬傳感器的使用頻率，提高傳感器的靈敏度和分辨率。此外，此類復(fù)合材料還可以用來制作壓電發(fā)電裝置用來大規(guī)模集能發(fā)電，是近年來研究的一個熱點。但是，目前國內(nèi)對水泥基壓電復(fù)合材料傳感器的應(yīng)用研究還不是很多，對以利用壓電材料進行大規(guī)模集能發(fā)電為目的研究更是少見。基于此，本文以土木工程為背景，重點對水泥基壓電復(fù)合材料的制備工藝進

2、行了研究，并分析了其性能，具體的研究內(nèi)容如下：
　　（1）采用塑性聚合物法制備了PZT-51壓電纖維，研究了燒成制度和泥料中的有機物含量對PZT-51壓電纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究結(jié)果表明，最佳燒成溫度為1290oC，保溫時間為0.5h，最佳泥料配方為PZT-51：PVA粘結(jié)劑：丙三醇的質(zhì)量比為30:3:1，PVA粘結(jié)劑的濃度為8％。
　?。?）采用溶膠-粉末法制備了PZT-51壓電纖維，研究了PZT溶膠與PZT-51預(yù)燒粉

3、的摩爾比、PZT溶膠中的加酸量和加水量、纖維直徑等對纖維性能的影響；并與塑性聚合物發(fā)制備壓電纖維的方法做了對比。
　?。?）制備了0-3型水泥基壓電復(fù)合材料，研究了PZT-51陶瓷顆粒粒度、顆粒級配、顆粒形狀等對0-3型水泥基壓電復(fù)合材料壓電性、介電性和機電耦合性能的影響。
　?。?）制備了1-3型水泥基壓電復(fù)合材料，研究了PZT-51壓電纖維體積含量對1-3型水泥基復(fù)合材料壓電性、介電性及機電耦合性能的影響。
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