PZT粉体的制备及其复合温石棉纤维/水泥基材料压电传感器研究

发布时间：2021-10-15 13:11

　　能够自动、连续、实时的结构健康监测系统成为当今土木工程领域的新兴研究方向和热点方向,而建立这种系统则需要与土木工程结构相适合的传感器。锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷是一种具有优良的压电、热释电和铁电性能的陶瓷材料,以PZT为基材的压电型传感器具有价格低廉、操作简便、可实时监测等优点。然而,纯压电陶瓷、水泥基压电复合材料在实际使用时仍存在断裂韧性不足、脆性偏大等一些问题,利用少量高强、高模量、耐高温纤维进行基体增韧一直是优先考虑的方法。不难预计,与PZT粉体同处微/纳米尺度的温石棉纤维掺入将使其具有良好的增韧效果。本文采用溶胶-凝胶法制备出Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT52/48）、Pb（Zr0.53Ti0.47）O3（PZT53/47）微/纳米粉体,结合超声分散技术将PZT粉体与温石棉纤维、水泥在乙醇介质中充分混合形成PZT/ChF/PC,尝试制备出具有良好传感性能的将PZT/ChF/PC传感器。本文研究内容和结果如下:（1）采用溶胶-凝胶法制备PZT52/48、PZT53/47,将其分别置于700℃、800℃、900℃、950℃高温条件下进行煅烧,探究煅烧温度对其的影响。通... 

【文章来源】：青岛理工大学山东省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 PZT压电陶瓷
        1.2.1 PZT压电陶瓷产生及其发展
        1.2.2 PZT晶体结构
    1.3 PZT的制备方法
        1.3.1 固相法
        1.3.2 液相法
        1.3.3 复合法
    1.4 水泥基压电复合材料进展
        1.4.1 0-3 型水泥基压电复合材料
        1.4.2 1-3 型水泥基压电复合材料
        1.4.3 2-2 型水泥基压电复合材料
    1.5 水泥基压电传感器的研究进展
    1.6 温石棉纤维
    1.7 本文的主要研究内容
第二章 PZT粉体的制备及其压电性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验过程
    2.3 实验结果分析
        2.3.1 煅烧温度对PZT的影响
        2.3.2 碳酸锶对PZT的影响
        2.3.3 实验材料成倍增加
    2.4 小结
第三章 PZT/Ch F/PC的制备及其压电陶瓷片的表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料、仪器
        3.2.2 实验过程
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 激光粒度测试
        3.3.4 热重分析
        3.3.5 表观形貌测试
        3.3.6 压电常数与相对介电常数测试
        3.3.7 表面硬度测试
    3.4 小结
第四章 PZT/Ch F/PC基压电传感器的制备与表征
    4.1 引言
    4.2 压电传感器封装系统的选择
    4.3 封装材料的选择
    4.4 传感器的制备
    4.5 封装材料试样性能测试
        4.5.1 密实度
        4.5.2 强度测试
        4.5.3 接触角测试
    4.6 传感器表征方式及测量
    4.7 水泥基压电传感器的基本特征
    4.8 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]溶胶-凝胶自燃烧法合成镧掺杂钡铁氧体纳米粉体及其吸波性能研究[J]. 张兴凯,王绳芸,张健,张棚,刘俊亮,张明.  稀有金属. 2015(08)
[2]CNT改性水泥基压电复合材料制备与压电性能[J]. 罗健林,张帅,魏雪,李秋义,李璐,孙胜伟.  压电与声光. 2015(03)
[3]CNT/PZT/RTV复合材料的相结构及阻尼吸声性能[J]. 王娟娟,冯拉俊,晁小练,刘政,赵康.  材料科学与工程学报. 2014(02)
[4]智能材料研究进展[J]. 张新民.  玻璃钢/复合材料. 2013(Z2)
[5]温石棉纤维增强木塑材料在模板中的应用性能[J]. 罗健林,孙胜伟,刘文清,李秋义,胡小川,高嵩,韩鹏.  青岛理工大学学报. 2013(03)
[6]基于水泥基压电传感器的车辆监测研究[J]. 杨晓明,李宗津.  传感技术学报. 2013(02)
[7]基于PZT片的智能骨料受力性能试验研究[J]. 阎石,吴杰.  混凝土. 2012(06)
[8]PZT陶瓷粉体的水热合成[J]. 朱孔军,朱仁强,董娜娜,顾洪汇,裘进浩,季宏丽.  无机材料学报. 2012(05)
[9]新型水泥基压电传感器的基本性能研究[J]. 杨晓明,李宗津.  传感技术学报. 2012(03)
[10]1-3型水泥基压电复合材料的制备与性能研究[J]. 关新春,刘彦昌,李惠,欧进萍.  防灾减灾工程学报. 2010(S1)

博士论文
[1]水泥基压电传感器的制备、性能及其在土木工程领域的应用研究[D]. 徐东宇.山东大学 2010
[2]PZT压电陶瓷纳米晶粉体合成及掺杂改性研究[D]. 刘海涛.哈尔滨工程大学 2005

硕士论文
[1]纳米PZT粉体制备及PZT/CNT/水泥复合材料压电传感性能探究[D]. 魏雪.青岛理工大学 2014
[2]高效水泥基压电传感器的设计、制备及其性能研究[D]. 王浩.武汉理工大学 2014
[3]基于压电效应的压电发电技术研究[D]. 姬玉芳.中北大学 2011
[4]水热法制备锆钛酸铅基压电陶瓷粉体的研究[D]. 朱仁强.南京航空航天大学 2011
[5]水泥基压电复合材料传感器在钢筋混凝土结构中应用研究[D]. 姚科.哈尔滨工业大学 2010
[6]0-3型水泥基压电复合材料的制备与研究[D]. 全静.山东大学 2010
[7]水泥基压电复合材料的性能及其应用研究[D]. 胡雅莉.济南大学 2006



本文编号：3438043