水泥基压电复合材料的制备及极化工艺研究

采用压制成型法，首次以快硬早强的硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。详细阐述了水泥基压电复合材料的制备过程；通过实验确定了适宜的极化条件，分析讨论了极化过程中出现漏电流的原因，并提出了一些初步的解决途径。结果表明，对硫铝酸盐水泥基压电复合材料来说，适宜的极化工艺参数：极化电场强度为4kV／mm，极化时间为45min，极化温度应低于130℃。     

锰离子掺杂对PZT-BCW压电陶瓷性能的影响

本文制备了锰离子掺杂的0．9SPZT-0．05Ba(Cu1／2W1／2)O3压电陶瓷，并对该压电陶瓷进行了XRD、SEM和微区成分分析。结果表明材料为钙钛矿结构，掺锰后材料的晶粒变大．但是该压电陶瓷的机械品质因数Qm大幅度提高，由60提高到490。     

B_2O_3和CaF_2对C_3S-C_(2.75)B_(1.25)A_3-C_2S-C_3A水泥熟料矿物体系力学性能影响

研究了B2O3和CaF2对C3S-C2.75B1.25A3S珚-C2S-C3A熟料矿物体系的组成、结构与力学性能的影响。研究结果表明:在该熟料体系中C3S,C2.75B1.25A3S珔,C2S和C3A的适宜含量分别为50%,10%,25%和15%,B2O3和CaF2的适宜掺量为2%和1.5%。在最佳组成和制备工艺条件下,合成的阿利特-硫铝酸钡钙水泥的1d,3d和28d抗压强度分别达到18MPa,48MPa和95MPa以上,展现了良好的早期力学性能。同时,掺加CaF2能有效降低熟料中游离氧化钙的含量,促进阿利特在低温条件下形成。利用SEM-EDS,XRD等测试手段对熟料的组成、结构及性能进行了分析。     

原位光催化水泥基材料的制备及性能

光催化剂在水泥基材料中的分散性问题一直是制约光催化水泥基材料性能的主要因素之一。本文通过在水泥基材料成型过程中加入铋系光催化前驱体溶液实现原位光催化水泥基材料的合成,提高光催化剂在水泥基体中的分散性,赋予水泥基材料光催化性能的同时改善水泥基体抗压强度。通过扫描电镜和EDS能谱对光催化水泥基材料微观结构和成分进行表征。结果表明,光催化水泥基材料对罗丹明B的降解效率最高可达91.64%,对氮氧化物的降解效率最高可达到15.03%,早期机械强度提升约10%。光催化剂在水泥基体中分散更加均匀,同时水泥基体致密度提高。本文揭示了原位光催化水泥基材料的光催化性能与机械性能的提升机制,为其他功能性水泥基材料的制备提供了理论基础。     

1-3型水泥基压电复合材料的制备及性能

采用切割-浇注法, 以硫铝酸盐水泥为基体, 制备了1-3型水泥基压电复合材料。详细阐述了1-3型水泥基压电复合材料的制备过程; 研究了0.375Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.375PbTiO₃-0.25PbZrO₃压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能、 介电性能和声阻抗的影响。结果表明: 压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料性能有很大影响, 随着w/t的增加, 其压电应变常数d₃₃、 机电耦合系数K_p与K_t、 机械品质因数Q_m、 介电常数ε_r和介电损耗tanδ均随着w/t的增加而减小, 而压电电压常数g₃₃值几乎不受w/t的影响。在压电陶瓷体积分数仅为22.72%的条件下, 调节压电陶瓷柱的宽厚比w/t至0.130, 可使复合材料的声阻抗与混凝土的声阻抗十分接近, 从而有效地解决了智能材料在土木工程中的声阻抗相容性问题。      

阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土抗渗性能的研究

在与相同配合比的普通硅酸盐水泥混凝土的对比试验中,采用抗渗试验和孔结构分析的方法,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性能与水灰比的关系.结果表明,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的相对抗渗系数与水灰比的关系与普通硅酸盐水泥混凝土类似,即随着水灰比的增大而增大;在相同配比和养护龄期条件下,该水泥混凝土的抗渗件能明显优于普通混凝土;阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土中水化产物的粒径分布均匀,界面粘结状况较好,结构较为致密.     

碳纤维硫铝酸盐水泥基复合材料的机敏性能

采用压制成型方法,制备了碳纤维硫铝酸盐水泥基复合材料(carbon fiber rein-forced sulphoaluminate cement composites,简称CFSC),研究了成型压力对CFSC压阻效应和温阻效应的影响.结果表明:成型压力为7,10 MPa时,CFSC的压阻性能较好,压应力与CFSC的电阻率之间呈现一一对应关系;碳纤维掺量相同时,成型压力越大,CFSC的电阻率越小;测量频率越大,CFSC的电阻率越小,这与CFSC的极化有关;成型压力对CFSC的温度-电阻率曲线的变化规律没有影响;压制成型CFSC的温度-电导率曲线(1T-lnσ曲线)在-40~85℃内近似呈线性关系,可以应用此特性来测量周围的环境温度.     

Fe2O3对硫铁铝酸钡钙矿物电学性能的影响

以分析纯化学试剂为原料合成了硫铁铝酸钡钙系列单矿物,研究了该矿物水化1 d,7d和28d水化样品的电阻率、阻抗、相对介电常数、介电损耗等电学性能.结果表明:随着Fe2O3含量的增加,样品的电阻率、阻抗先减小,后增大:相对介电常数则呈相反的趋势;介电损耗在水化早期变化无规律,水化后期高频区介电损耗是先增大,后减小.     

氧化铝陶瓷料浆流变性的研究

主要研究了氧化铝料浆的流变性能,确定了分散剂的加入量与料浆浓度的关系,测得氧化铝浓料浆为剪厚型流体,通过对浓悬浮体流变性的研究得到其稳定分散的最佳pH范围是11～12.