0-3型压电陶瓷/硫铝酸盐水泥复合材料的介电性能和压电性能

用压制成型法，以水泥为基体，铌镁锆钛酸铅(lead magnesium niobate-lead zireonate-lead titanate，PMN)陶瓷颗粒为功能体制备了水泥基压电复合材料。分析讨论了复合材料的压电性能和介电性能。研究了水泥水化龄期对复合材料压电性能的影响，并对其机理进行了初探。结果表明：随着PMN含量的增加，压电复合材料的压电应变常数d33和介电常数均增大；不像压电陶瓷或压电复合材料的压电性能随时问的延长而减弱，水泥基压电复合材料的压电性则是随着水泥水化龄期的延长而增加，当到达一定龄期后，压电性能趋于稳定。     

环境湿度对1-3型水泥基压电复合材料性能的影响

用切割-填充法,以硫铝酸盐水泥为基体,铌镁锆钛酸铅[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·PbTiO3·PbZrO3](PMN)为压电功能体制备了1-3型硫铝酸盐水泥基压电复合材料.研究了环境湿度对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能和介电性能的影响.结果表明随着相对湿度的增大,压电电压常数g33与机械品质因数Qm 呈非线性减小.湿度对压电应变常数d33以及机电耦合系数Kp和Kt的影响较小.在低频和高频段,当相对湿度低于85%时,介电常数εr基本不受湿度的影响,表现出良好的介频稳定性.     

压挤成形--固化法制备0-3型压电复合材料的性能研究

详细地叙述了室温压挤成形———固化工艺制备 0 -3型压电复合材料工艺 ,使用XRD、SEM和HP42 94测试并分析了样品的结构和性能 ,并与压电陶瓷性能参数进行了对比 ;同时用这种工艺制备可以获得介电损耗小、机电耦合系数为 2 5 .11%、压电应变常数为 3 2PC N和机电品质因数可达到 3 0 2的 0— 3型压电复合材料。     

1–3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料的超微细化制备与性能

利用放电等离子烧结高致密度的铌酸钾钠基无铅压电作为陶瓷相,通过改进后的切割-浇注法复合基体相环氧树脂,制备得到陶瓷柱宽40μm、间隙40μm、纵横比>5的超微细化结构的1-3型铌酸钾钠基陶瓷/环氧树脂无铅压电复合材料(1-3 connective lead-free piezoelectric composites,1-3CLFPC)。1-3CLFPC薄膜的电学性能显示出其作为超声换能器工作的优势:压电电压常数g33达到247×10-3 m2/C,厚度机电耦合系数kt为40.7%。超微细化结构设计也使得1-3CLFPC薄膜的工作频率提高到5 MHz以上,可满足高频医疗超声诊断领域的需求。     

微波法制备的压电复合材料结构和性能研究

利用微波原理合成出性能优良的压电复合材料,并研究了不同合成方法对复合压电材料的结构、介电和压电性能的影响。研究表明,微波合成与热压工艺获得的复合材料性能明显优于冷压工艺,两者的压电应力常数d33均在30pC/N左右。但微波工艺合成的复合材料的界面结合更好,有利于压电陶瓷的极化,其压电电压系数g33达42.8(V.m/N),更适合作为接收型传感器。     

不同压电陶瓷体积分数对1-3-2型压电复合材料性能的影响

以环氧树脂为基体,铌镁锆钛酸铅[0.375Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·0.375PbTiO3·0.25PbZrO3,PMN]为压电功能体,采用切割-浇注法制备了1-3-2型压电复合材料.分析讨论压电陶瓷体积分数(φ,下同)对1-3-2型压电复合材料压电性能、介电性能及声阻抗的影响.结果表明:随着PMN的φ的增加,复合材料的压电应变常数(d33)和声阻抗(2)增大;相对介电常数(εr)几乎呈线性增加,且当PMN的φ为47.47%时,复合材料的εr=1 660,远小于纯PMN陶瓷的(εr=4000).压电电压常数(g33)及介电损耗(tan δ)则呈下降趋势;与PMN相比较,1-3-2型压电复合材料厚度方向的谐振明显增强,机械品质因数(Qm)显著降低;随着PMN的φ的增加,复合材料的平面机电耦合系数(Kp)减小,而厚度机电耦合系数(Kt)增加.     

焦炭-水泥基复合材料电磁屏蔽性能的研究

研究了焦炭和碳纤维的掺量,焦炭细度,减水剂,样品厚度对材料电磁屏蔽性能的影响。分别利用两电极法和同轴电缆法测试了材料的电阻和电磁屏蔽效能。研究结果表明,增加焦炭的掺量对水泥基材料导电性能的影响不显著,但增加焦炭细度能明显提高水泥基材料的导电性能;而样品厚度对水泥基材料的电磁屏蔽性能影响不大;焦炭-水泥基材料掺入碳纤维后能使材料的导电性能和电磁屏蔽性能明显提高。     

铅含量对0-3型PZN-PZT/PVDF压电复合材料性能的影响

通过固相烧结法制备PZN-PZT压电陶瓷,采用溶液共混法将PZN-PZT陶瓷粉均匀分散于PVDF有机基体中,制备了PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料,测试并研究了材料的性能。实验结果表明,适量的铅过量可以有效抑制焦绿石相的生成,但含铅量过高会降低主晶相的结晶程度,从而影响最终制备的压电复合材料的性能。通过实验得出用Pb过量1.5%的压电陶瓷制备的压电复合材料的性能最好。     

含有压电陶瓷颗粒的结构陶瓷基复合材料的制备与性能

为了研究压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学性能的影响,把不同的压电陶瓷 颗粒加入到Al2O3结构陶瓷,发现LiTaO3与Al2O3在烧结时能稳定共存,烧结温度高于1400℃时,LiTaO3发生化,冷却后呈网状分布在AlO3基体晶界;低于1400℃烧结,LiTaO3颗粒弥散分布在Al2O3基体中,采用200MPa冷等静压成型,1300℃（保温3小时）空气气氛下无压烧结,最后于1300℃,150MPa（保温保压1h)氩气气氛下热等静压制备了LiTaO3/Al2O3陶瓷复合材料,对其显微结构与力学性能进行了研究,结果表明,LiTaO3体积分数为5％的陶瓷复合材料具有最高的抗弯强度与断裂韧性值,分别达到438．7MPa和5．4MPa.m^1/2,电畴运动和／或压电 应引起的能量耗散是一种新的陶瓷强韧化机制。     

碳纤维增强水泥复合材料的机敏性

采用水热热压技术制备了短切碳纤维增强水泥复合砂浆,讨论了材料本身作为探头时电阻测量信号的机敏效应,并用ＯＭ,ＳＥＭ观察了材料的显微结构。研究表明：材料结构中存在电导渗流现象,受载后材料电阻率下降并导致民导渗流阈值降低;一次加载和循环加载条件屯下的电阻变化均能反映材料在弹性、非弹性和断裂区间的应力并具有灵敏的响应;碳纤维掺量与材料断裂时电阻相对变化率呈相正比关系,但纤维长度与测量灵敏度呈反比。     

压电导电型聚合物基减振复合材料研究进展

为了解决传统高聚物减振复合材料的减振效果对温度的依赖性很大这个问题,根据压电导电原理研制了一种新型减振复合材料－压电导电型减振复合材料。本文概述了压电导电型减振复合材料的研究进展情况,归纳其优缺点,并预测其发展趋势和应用前景。     

高掺量混合材复合水泥的水化性能

通过水化微量热、化学结合水测定和X射线衍射、热重-差热分析、扫描电镜等测试方法研究了3种高掺量矿渣、粉煤灰、石灰石复合水泥的水化性能,并与硅酸盐水泥的水化进行了对比。结果表明：高掺混合材复合水泥的水化放热特征与硅酸盐水泥有明显不同,早期水化反应速度低于硅酸盐水泥,但后期由于矿渣、粉煤灰的二次水化反应使其水化速度增长较快。主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙钒石和Ca(OH)2晶体,但Ca(OH)2含量明显低于硅酸盐水泥浆体中的Ca(OH)2含量。     

压电陶瓷/硫铝酸盐水泥复合材料的压电性及介电性

采用水泥作为压电复合材料的基体,可有效解决机敏材料与混凝土母体结构材料之间的相容性问题。用压制法制备了铌锂锆钛酸铅[0.08Pb(Li1/4Nb3/4)O3·0.47PbTiO3·0.45PbZrO3,简称P(ZTNL)]/硫铝酸盐水泥复合材料,分析讨论了P(ZTNL)颗粒粒度和含量对水泥基压电复合材料的压电性和介电性的影响。结果表明:随着P(ZTNL)粒度的增大,复合材料的压电性和介电性均随之增大,但机电耦合系数则减小,当达到一定值后,机电耦合系数趋于稳定。综合分析表明,在所研究的材料中P(ZTNL)粒度应为100μm左右为宜。随着P(ZTNL)含量的增加,压电复合材料的压电常数和介电常数均增大,而介电损耗则减小,只有当P(ZTNL)质量分数超过70%时,水泥基压电复合材料才显示出较好的压电性能。P(ZTNL)的质量分数为85%时,压电复合材料的平面机电耦合系数KP和厚度伸缩机电偶合系数Kt分别为28.54%和28.19%。在-30～100℃范围内,水泥基压电复合材料的介电常数几乎不变,表现出优良的介电稳定性。     

碳纤维水泥基复合材料力电性能及尺寸效应研究进展

碳纤维水泥基复合材料(CFRC)是一种新型功能材料,既可作为结构材料又可作为智能材料,与普通混凝土相比,它不仅具有纤维增强所带来的较高的抗拉、抗压、抗折强度与韧性,还具有相对较小的电阻率与力电机敏性等优越性能。本文介绍了碳纤维水泥基复合材料的制备方法、力电性能、应用及其尺寸效应的最新研究进展,展望了其在功能材料方面的研究应用前景。     

微细1-3型PZT/环氧树脂压电复合材料的制备及其性能

提出了一种改良型切割-浇注工艺,并利用该工艺制备了锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)柱宽为120μm,纵横比大于10的1-3型PZT/环氧树脂压电复合材料,并对制备过程中影响复合材料特性的各种影响因素进行了讨论比较.结果表明:这种复合材料的谐振模式单一,与PZT相比声阻抗大幅降低,前者为31Mrayl,后者仅为4.5～5.5Mrayl.     

自固化玻璃基生物骨水泥在人体模拟液中的微观结构及力学性能

通过实验研究自固化玻璃基生物骨水泥(glass based bone cement,GBC)的显微结构及力学性能,讨论了显微结构对GBC生物活性和力学性能的影响．实验结果表明：通过浸泡于人体模拟液(simulated body fluid,SBF)中,GBC内部会生成具有良好的生物活性类骨状磷灰石(hydroxyapatite,HAP),这些HAP的近似球状和柱状,端面尺寸在30～50nm,且交错生形成玻璃基骨水泥的自固化,提高内部结构的致密性,同时类骨状HAP晶体有利于增强GBC的力学性能。     

碳纤维增强水泥基复合材料的性能和应用

介绍了水泥混凝土材料以其抗压强度高、施工方便等优点在人类建筑史上发挥了重要作用,但由于其功能单一、脆性大、自重大、抗拉强度和抗弯强度低等缺点,在特殊领域中的用途受到很多限制。试验中,将碳纤维加入到水泥基体中,不仅可改善水泥自身力学性能的缺陷,使其具有高强度、高模量、高韧性,更重要的是把普通的水泥建筑材料变成了具有自感知内部温度、应力和损伤及一系列电磁屏蔽性能的功能材料。     

锆钛酸铅镧纤维1-3压电复合材料的制备及性能

以锆钛酸铅镧[(Pb1-xLax)(Zr1-yTiy)O3,PLZTJ压电陶瓷、聚乙烯醇[(C2H4O)n]和丙三醇(C3H7O3)为原料,用塑性聚合物法制备了PLZT陶瓷纤维.通过排列PLZT陶瓷纤维,灌注环氧树脂E-51的方法制备了陶瓷相体积分数为30%的PLZT/E-51型1-3压电复合材料.用扫描电子显微镜和X射线衍射分别进行显微结构和相结构分析.结果表明:排胶、烧结后PLZT陶瓷纤维横截面直径约250μm,为三方相钙钛矿结构.1-3压电复合材料的压电常数(d33)、相对介电常数(εr)、厚度机电耦合系数(kt)、径向机电耦合系数(kp)、各项异性(kt/kp)和声阻抗(Z)分别为500×10-12 C/N,626,0.67,0.30,2.23和11.03×106 kg/(m2·s).该1-3压电复合材料的各向异性远远大于纯陶瓷的,Z显著减小,接近聚合物的水平,使l-3压电复合材料作为超声换能器材料使用时,其探测分辨率明显提高且更易找到与之匹配的背衬.