Fabrication and Properties of 2-2 Cement Based Piezoelectric Composites

Composites with 2-2 connectivity were fabricated from lead magnesium niobate-lead zirconate-lead titanate(PMN) and sulphoaluminate cement by cut-filling process. The influences of PMN volume fraction and water/cement ratio on the properties of the composite were investigated. The results show that the piezoelectric strain constant d₃₃ increase rapidly with increasing volume fraction of PMN. When the PMN volume fraction is about 0.60, the d₃₃ value is up to 357 pCN^-1. The planar electromechanical coupling coefficient K_p of the composites is lower than that of PMN ceramic, while the thickness electromechanical coupling coefficient K_t is higher than that of PMN ceramic. The water/cement ratio has little influence on piezoelectric properties of 2-2 cement based piezoelectric composite.     

冲击载荷下2-2型水泥基压电复合材料力电响应特性

研究2-2型水泥基压电复合材料在冲击载荷下的力电响应特征,利用分离式Hopkinson压杆装置进行冲击加载,借助超高速摄影技术观察试样在冲击载荷下的破坏形貌。结果表明:冲击载荷下,压电复合材料具有明显的应变率效应,是应变率敏感材料;压电复合材料的力电响应存在一个临界值,当应力小于该临界值时,试样的电信号与施加载荷之间具有良好的线性关系;动态增强因子可以有效描述压电复合材料压缩强度的率效应规律,在线性范围内,随着应变率的增大,试样的动态增强因子也增大,且具有稳定的增长率;由Maxwell模型得到的压电复合材料应力松弛时间随应变率增大单调递减;冲击载荷下,2-2型水泥基压电复合材料与压电陶瓷的电学失效发生在力学失效之前,且均呈现“爆炸式”破碎,压电陶瓷还伴随着明显的电弧放电现象。     

Zn铁氧体-SiO2复合材料溶胶-凝胶制备工艺优化研究

以硝酸铁、硝酸锌和正硅酸乙酯为起始原料,用溶胶-凝胶法制备了晶粒粒径在15～42.5nm的Zn铁氧体-SiO2复合材料,并对溶胶-凝胶工艺及胶体形成机理进行了初步探讨SRD分析结果表明500℃热处理已合成约51%尖晶石主晶相,并含有少量的Fe2O3另相;900℃热处理则基本上消除了另相。     

堇青石-锆英石复合材料的最新发展

用工业堇青石粉末加入10％(质量)的锆英石(ZrSiO_4)模压制得堇青石-锆英石陶瓷复合材料。通过加入ZrSiO_4形成玻璃相可提高堇青石的烧结性。当锆英石的加入量超过2.5％时,对复合材料的机械性能无进一步的影响。当锆英石的加入量为2.5％时,最大抗折强度是(84±7)MPa,比纯堇青石[(67±5)MPa]强度高30％。加入ZrSiO_42.5％的堇青石随着温度上升到1300℃,由于致密化,其强度增大。然而当温度超过1300℃时,由于大量玻璃相的形成,其强度降低。随着ZrSiO_4的加入,堇青石的平均断裂韧性从1.0增加到1.5MPam~(1/2)。这一韧性化是由于堇青石与ZrSiO_4第二相之间的热膨胀差异使环绕锆英石颗粒的裂纹发生偏转所致,而不是因堇青石颗粒所受到的残余应力所致。     

JEC Composites Show 2011 - preview

This year's JEC Composites Show takes place on 29-31 March in Paris. In this preview we take a look at some of the developments which will be on display.     

Cement-Based 0-3 Piezoelectric Composites

To meet the requirements of development for smart or intelligent structures in civil engineering, new functional materials that have good compatibility with civil engineering structural materials are needed. In this study, for the first time in the field of piezoelectric materials, cement-based 0-3 piezoelectric (PZT) composites were fabricated by the normal mixing and spreading method. The new materials have very good compatibility with portland cement concrete. The cement-based 0-3 piezoelectric composites were shown to have a slightly higher piezoelectric factor and electromechanical coefficient than those of 0-3 PZT/polymer composites with a similar content of PZT particles; thus, they are adequate for sensor application. There is potential for the application of cement-based 0-3 PZT composites in civil engineering because of their better piezoelectric properties and good compatibility with portland cement concrete.     

Al2O3-TiAl复合材料的致密化过程分析

借助Origin软件分析了Ti—Al-TiO2-Nb2O5系混合粉末在热压过程的致密化变化行为，并获得了在保温过程的压头一时间关系。结果表明烧结过程大致分为3个阶段：慢收缩阶段、剧烈收缩阶段和保温阶段。保温60min的复合材料在保温阶段压头位移变化曲线划分为3个阶段：初期、中期和后期，其各时期的压头位移随时间的变化关系分别为：L=-4．85×10^-4t^2＋0．209t＋27．4，L=48．875＋0．005t和L=49．564＋0．002t，并与致密化过程有很好的拟合。物相分析认为非晶相的生成影响了力学性能，恰当的保温时间在40～50min之间。     

纳米SiO2对环氧复合材料壳体纤维强度转化率的影响

以纳米SiO2作为增强材料改性环氧树脂基体，通过NOL环复合材料剪切强度测试，研究不同含量纳米SiO2粒子对复合材料层间剪切强度的影响。结果表明：纳米SiO2含量在6％时，改性效果最好，复合材料层间剪切强度提高约60％；F-12纤维强度转化率提高约9．4％。     

高压PTFE复合材料往复运动密封

介绍了高压往复运动密封结构形式和几何形状,并介绍了用于高压往复运动密封的聚四氟乙烯复合材料及其摩擦磨损性能。     

PP/纳米SiO2复合材料的研究

采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米SiO2粉体的性能特征;通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测,对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:当纳米SiO2含量为2%时,PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。     

复合材料地面雷达天线罩板块划分方法

运用空间解析几何理论，给出了一种用于大型球壳的板块划分方法，用该方法划分的球壳，板块种类少、随机性好，可直接应用于大型地面雷达天线罩等球壳结构的模具设计。文中详细介绍了正十二面体、正二十面体、“足球”划分以及五种随机划分方法。     

HfB2-SiC复合材料研究进展

HfB2复合材料是一种性能优异的高温结构材料,具有高熔点、高硬度、高热导率等优良性能,具有广泛的应用前景。本文概述了HfB2-SiC复合材料的研究现状,并对其力学性能进行了评价;总结了近年来国内外在HfB2基复合材料烧结工艺方面的研究进展。     

1958—1978—2008中国树脂基复合材料的发展

我国FRP／CM工业肇始于1958年。处于当时的时代背景下,一开始是为国防配套的,1978年后,从计划经济转型为市场需求导向,生产社会化,国家建设与人民生活所需的FRP／CM日益发展。     

无压烧结硼化锆基ZrB2-SiC复相陶瓷的结构与性能

以钇铝石榴石-YAG为烧结助剂,通过无压烧结制备了ZrB2-SiC复相陶瓷。研究了烧结助剂含量对烧结材料力学性能和显微结构的影响,材料的显微结构由扫描电镜SEM及其能谱分析EDS测定。研究结果表明,烧结助剂(YAG)和原料中的杂质形成玻璃相填充在晶界上,显著促进了硼化锆基ZrB2-SiC复相陶瓷的致密化。     

三向石英复合材料的研制

论述了石英纤维/熔融石英复合材料的制备工艺及后处理工艺对材料密度和力学性能的影响.试验表明:本工艺可制备出高致密性、力学性能优良、耐烧蚀性及电性能优异、可满足天线罩使用要求的复合材料.