水泥基压电复合材料的制备及其性能研究

1-3型压电复合材料的制备与物性的研究压电复合材料是指由压电陶瓷材料和有机聚合物材料按照一定的连通方式组合在一起而构成的功能材料。

由于压电复合材料同时具备聚合物相和压电相的优点而被广泛的研究,其在医学超声探头和水声换能器中都有着重要的应用。

1-3型压电复合材料的连通方式为一维连通的压电陶瓷平行的镶嵌在三维连通的聚合物基体中,其声阻抗远小于压电陶瓷材料。

因而,用复合材料制作的换能器更容易与水和人体组织匹配。

制备1-3型压电复合材料的方法有切割-填充法、脱模法等,其中切割-填充法操作简单、成本低,并且可以根据需要控制复合材料中陶瓷柱的宽度与间隔,因此被广泛的用于复合材料的制备。

本论文利用切割-填充法制备了陶瓷相的体积比不同的1-3型PZT-Epoxy压电复合材料和陶瓷相的体积比为31%的1-3型BCZT-Epoxy压电复合材料,并对其超声物性展开了研究。

主要结果如下:(1)研究了陶瓷相的体积比对1-3型PZT43-Epoxy压电复合材料的压电常数、声阻抗等物性的影响,并探讨了材料的纵横比对复合材料的厚度机电耦合系数kt的影响。

实验制备了陶瓷相的体积比分别为25%、31%和40%的压电复合材料。

研究发现复合材料的声阻抗Z和压电常数d33都随陶瓷相的体积比的增加而增大,实验制备的复合材料的声阻抗的最小值和压电常数的最大值分别为10.2Mrayl、317pC/N。

与PZT43陶瓷材料相比,复合材料的厚度机电耦合系数kt 提高、介电常数εr降低,但是介电损耗tanδ增加、机械品质因子Qm比PZT43陶瓷降低了 2个数量级。

在-50℃-150℃的测试区间内,实验制备的压电复合材料的厚度机电耦合系数kt都具有较好的温度稳定性,并且kt随着复合材料样品的厚度的增加呈现先增加后减少的趋势,在纵横比约为3时kt取得最大值。

陶瓷相的体积比为31%的1-3型PZT43-Epoxy压电复合材料在厚度为1.4mm时的物性分别为:d3= 273pC/N,Z=11 Mrayl,kt=0.66,Q =4.1 εr= 410,ta =0.03。

第３ ８卷 第 ２期
２ １ 年 ４月 ０２
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Ｖ０ ． ８ １ ３ Ｎｏ ２ ，
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＬ ｎ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ａ ｚ ｏ ｉｅｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｙ
文章编号 ：１ ７—１ ６ ２ １ ）２０ １—６ ６ ３５９ （Ｏ ２ ０—１ ４０
材料复合所产生的电学性能不是由简单的混合 效应 （ 即平 均效应 ） 导 致 的 ， 是 由协 同效 应 产生 所 而
的． 复合材 料 的电学 性 能 反映 的是 组 分材 料 的 一种 原 位特征 ， 它作 为一种 协 同效 应 ， 必然 会受到诸 多 因 素 的影 响 ， 如微 观非均 匀性 、 制作工 艺 以及一些 随机
ＮＡＮ ｅｌ ，ＬＩＸｉｏ ｍｉ。 Ｘｕ －ｉ ａ － ｎ ，ＬＵ ｅ ｆｎ ，ＧＵＯ ｎ ’ Ｘｕ －ｅ ｇ Ｘｉ
（ ． Ｓ ａｅＫｅ ．ｂ ｒ ｔｒ ｎ ｕ Ａｄ ａ ｃｄ Ｎｏ ｆ１Ｏｌ ｅａ ａ ｅｉｌ，ｌ ｚ ｏ ｉ．ｏ ｃ ．，１ ｚ ｏ ７ ０ ５ １ ｔｔ ｙ １ ｏ ａ ｏｙｏｆ ａ Ｇａ ｓ ｖ ｎ ｅ ｎ ｅＴ ｔ ￥Ｍ ｔ ｌ ｔｒａｓ ￣ｎ ｈ ｕＵｎｖ ｆＴｅ ｈ Ｍ ． ｈｕ ａｎ ３ ０ ０，Ｃｈｉａ；２ ｎ ．Ｋｅ ａ ｅ ｙＬ ｂ － ｒ ｔ ｒ ｏ ｎｆｒｏｕ ｅａ ｌｙ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｆＭ ｉｉｔｙ ｏ ｕ ａ ｉｎ，Ｌａ ｚ ｏ ａ ｏｙ ｆＮｏ ｅ ｒ ｓＭ ｔ ｌ ｏ ｓａ ｄ Ｐｒ ｃ ｓｉｇ ｏ ｎｓｒ ｆＥｄ ｃ ｔｏ Ａｌ ｎ ｈ ｕ Ｕｎｉ． ｏ ｅ ．，ｌ ｚ ｏ ７ ０ ５ ｖ ｆＴｅ ｈ ￣ｎ ｈ ｕ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ； ３ Ｇａ ｓ ｉａ ． ｎｕ

粉煤灰在制备复合水泥中的应用研究近年来，随着工业化进程的加快，大量产生的粉煤灰已经成为一种重要的工业废弃物。

然而，粉煤灰具有较高的活性，潜在地成为一种可替代水泥的材料。

本文将探讨粉煤灰在制备复合水泥中的应用研究，重点关注其对水泥性能的影响和加入比例的优化。

粉煤灰在复合水泥中的应用可分为两种类型：粉煤灰与水泥共同磨合，形成复合材料粉煤灰水泥；或者将粉煤灰取代部分水泥，形成粉煤灰掺合水泥。

对于粉煤灰的应用研究，首先需要了解其对水泥性能的影响。

研究结果表明，粉煤灰作为水泥的掺合料可以显著改善水泥的力学性能。

通过适当掺入粉煤灰，水泥的抗压强度、抗折强度和早期强度得到了明显提高。

这是因为粉煤灰细度高，能够填充水泥胶体中的空隙，增加了水泥基体的致密性。

此外，粉煤灰中含有硅酸、氧化铝等化学成分，可以发生反应生成新的水化产物，进一步提高水泥强度。

除了力学性能的改善，粉煤灰还可以提高水泥的耐久性能。

研究表明，粉煤灰对水泥的抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透和抗碱-骨料反应等方面具有显著改善效果。

这是因为粉煤灰中的硅酸和铝酸盐能够消耗有害离子，减少它们与水泥石中的反应，从而提高水泥的抗腐蚀性能。

然而，粉煤灰的加入比例对复合水泥材料的性能有重要影响。

低掺入比例下，粉煤灰的活性和细度可以得到更好的发挥，但是其提高水泥强度的效果相对较小。

随着掺入比例的增加，水泥的强度和工作性能会逐渐降低。

因此，需要进行合理的掺入比例设计，以平衡复合水泥的力学性能和工作性能。

在粉煤灰掺合水泥的研究中，还需要解决一系列工程技术问题。

例如，粉煤灰的激发活性和细度提高方法，粉煤灰掺合水泥的配合比设计，以及粉煤灰对混凝土工艺性能和施工效果的影响等。

这些问题需要进一步深入研究，以促进粉煤灰在复合水泥制备中的应用。

综上所述，粉煤灰在制备复合水泥中的应用具有广阔的前景。

通过合理的粉煤灰掺入比例设计，可以显著提高水泥的力学性能和耐久性能。

但是，仍然需要进一步研究粉煤灰的激发活性方法和工程技术问题，以实现粉煤灰在复合水泥中的最大潜力。

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研究与探讨
广东建材２０ 年第７ ０７ 期
聚合物水泥基复合材料研究及进展
李 民强 （ 广州 市市政 工程水泥 制品有限公司）
摘 要：聚合物水泥基复合材料因其在抗压、 抗折、 耐化学腐蚀等方面的优异性能， 受到了广泛研究
与关注 。本文就聚合物 并 在力学性 能方面 ， 将聚合物水泥材料与普通混凝土材料进行 了对 比。
关键 词：聚合物水泥基复合材料； 无宏观缺陷水泥； 超细粉末
１ 前言
１２ ９ ３年 克 莱 森 （ｒ ｓｏ ） 次 申请 了有 关 聚 合 物 Ｃ ｅｓｎ 首
他把 天然 橡胶 乳液 作为填 料加 入 １４ 年阿斯普丁 （． ．ｐ ｄｎ 首次制备 出波特兰 硬 化水 泥体 系 的专利 。 ８３ ｗＡ Ｓｅ ｉ） 道路路面建筑材料中。 ９４ Ｌｆ ｂｒ １２ 年，ｅ ｅｕｅ在 １２ ９４年申 水泥 （ｏ ｔａ ｄＣｍ ｎ） 从此 ， 泥混凝 土 作为用 量最 Ｐｒ ｌｎ ｅ ｅｔ 。 水 请 了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性 的 大 的建筑 材料 ， 为世 界文 明史 作 出 了无 可取 代 的重 大贡 专 利 ， 一 次提 出 了用 聚合 物对 水泥 砂浆 及 混凝 土进 行 第 献 。混凝 土 的发展 也经 历 了以下 四个 阶段 ： 混凝 土水 ① 改性 的概念 。从 此 ， 开 了混凝 土 中添 加聚 合物 的历史 拉 胶 比理论 的提 出 。１１ ，Ａｒ ｍ ９ ８年 ｂ ａ ｓ首 次提 出 了 ｗ ｃ比 ／ 性序幕 。９ ２ Ｂ ｎ 第一个提 出了利用人造橡胶改性 １３ 年，ａｄ 理论 ；０年 代 ，．．ｏ ｅ ｓ 出 了混凝 土 强度 增长 与胶 ４ ＴＣ Ｐｗ ｒ 提 水 泥砂 浆 及水 泥混 凝 土 ， 获得 了专利 。４ 也 ０年代 ， 们 人 空 比的关系 ； 干硬 性混 凝土 和预 应 力及预 制 混凝 土 的 ② 先 后 尝试 了用合 成聚 合物 乳胶 改性 ， 以及把 聚 乙烯 乙酸 时期 。 １３ ， ．Ｍ发 明 了震动 器 ；９ ８年 ，．ｒ ｙ— ９ ４年 Ａ １２ ＥＦ ｅ ｓ ０年代 ， 一领域 的研 究与 尝试 这 ｓｎ ｉｅ提出了混凝土收缩与徐变理论；￣＃ ２ 剂和流动 酯 也用 于 改性 的方法 。５ ｂｎ 开始 受到各 国材 料界 专家 学者 的重 视 ， 获得 很 多项研 究 性 时代 。１３ ９ ７年 ，亚 硫 酸盐 纸 浆废 液 改善 混凝 土 和 易 成 果 ， 多都 进行 了广泛 的工程 应 用 。６ ￣７ 代 ， 许 ０ ０年 开 性 ， 高 强度 和 耐久 性 的专利 ， 开 了现 在外 加 剂 的序 提 拉 始 研 究用液 态 和固态 的聚合物 ， 如聚 合物 单 体 、 脂 、 诸 树 幕 ； 高强 （ｓ ） 高性 能 （Ｐ ） 凝土 时代 。Ｓ ④ Ｈ ｃ和 ＨＣ 混 Ｈ Ｃ与 ＨＣ Ｐ 聚 合物 乳胶 粉等 对水 泥砂 浆及 水泥 混凝 土进行 改 性 。０ ８ 最 初是 由美 国 国家标准 与技 术研 究院 （ＩＴ提 出的 。 ＮＳ） 就 年代 ， 各国都投入 了大量 的人力、 物力、 财力， 对混凝土 中国学 者 的观 点而 言 ，Ｐ 该 体现 在 ：混 凝 土工 程 力 Ｈ Ｃ应 改性 进 行 了研 究 ， 随着 科研 成 果 的不 断 出现 ， 一 领域 这 学特性 、 新拌混凝土施工特性 、 使用寿命和节能制度 （ 经 也得到了极大的推动 ， 研究水平得到了极大的提升 。美 济学特性） 的综合能力上 。 国是 世 界 上聚 合 物 水泥 基 复 合材 料 研 究 来 发 的先 行 国 经 过 １０多年 的应 用与 发展 ， ６ 混凝 土材 料 的优 缺 点 家 ， 早于 ５ 最 ０年就 开始 了对其 进行 实 际应用 的尝 试 。 无 已经为世人所熟知 。 其优点为： 较高的抗压强度， 较强的 宏观缺 陷水泥基材料 （Ｄ） ￣ Ｆ 被广泛应用于唱片、 Ｉ 精密弹 适应性 与经济 性等 。 是混凝 土 的缺 点 ， 但 如抗 拉 、 抗折 强 簧， 就是实例。现在， 实际的工程应用 已经屡见不鲜 ， 而 度 较低 ， 抗裂 能力 小 ， 性大 ， 脆 柔性 低 ， 单位 体积 自重大 ， 且对 改性机 理 、 聚合 物 与水 泥 、 水泥 生 成 物之 间 的作用 干 缩变 形大 ， 抗冻 性及抗 化 学腐蚀 能力不 强等 也 限制 了 机理 从理论 上进 行 了深入 研 究分 析 ， 并涌 现 出 了大 量 的 混凝土 更广泛 的应 用 。 科研 成果 。 １ 关于聚 合物 应用 于混 凝土 和砂浆 的国 表 是 随 着科 学技术 和各 种工 业 的迅速 发 展 ， 于水 泥 混 对 际会 议情 况 。 凝 土 的性 能也提 出越来 越 高的要 求 。长期 以来 ， 界 各 世 经 过 了世 界 各 国 专家 学 者 以及 工 程 人 员 的大 量研 国的学者专家进行了大量的研究试验 ， 以期得到提高混 究与实验分析， 根据聚合物加入水泥材料中的不同工艺 凝 土性 能 的办法 。 既然 混凝 土作 为多孔 结构 的不均 质 脆 条件 ， 我们 通 常把聚 合物 在混 凝 土 中的应 用分 为三 个类 性 材料 ， 有着 许 多 自身难 以克服 的缺 陷 ， 能否 通 过 改 那 别， 即聚合物混凝土 （ 简称 Ｐ ） 聚合物 改性混凝土 （ Ｃ、 简 性 的途 径 ， 改善 混凝 土 的性 质 呢 ？从而 使 混凝 土满 足 来 Ｍ） 简称 ＰＣ 。聚合 物 混凝 Ｉ） 不 同工程 的需求呢？ 又如何改性呢？ 如果能够解答这一 称 ＰＣ 和 聚合 物 浸渍 混 凝土 （ 系列 问题 ， 毫无疑问， 将会极大 的促进混凝土材料科学 土是一种完全不用水泥、全部 以合成树脂为胶结材料 ， 以砂 、 为骨 料 的混 凝土 。 合物 改性混 凝 土 （Ｍ ） 石 聚 ＰＣ 是指 的发 展进程 。

间 １ ５ ａｉ ｒ ｎ和极 化温度 ９ ０ ￣ Ｃ， 但成型压力和成 型时间对环 氧基压 电复合材料影 响很小。在 Ｐ Ｚ Ｔ体积掺量为 ７ ５ ％， 最
佳成 型和极化条件下 ， 压 电复合材料 的介 电常数及压 电应变常数分别为 ２ １ ０ ． ５ ３和 ６ ４ ｐ Ｃ ／ Ｎ； 并在该 复合压 电材料 施加 正弦稳幅荷 载（ 频率 ： １ ０ Ｈ ｚ ， 均值 ： 一６ ０ ０ Ｎ， 幅值 ： ４ ０ ０ Ｎ） ， 其可稳态输出 ８ ． １ Ｖ电压 ， 其储存 的能量为 ３ ０ ４ ． ２ ｕ ． １ 。
【 关键词 】 Ｐ Ｚ Ｔ ／ 环氧树脂复合材料 ； 制备 工艺 ； 极化条件 ； 压电性能 ； 沥青路 面 【 中图分 类号 】 Ｕ ５ ９ ９
Ｏ 引 言
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 １ ０ ０ １ — ６ ８ ６ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ０ ０ １ １ — ０ ３
脂 技术指标见表 ２ 。
表１ Ｐ Ｚ Ｔ一 ５ Ｈ主要技术指标
基 于压 电材 料 的 能量 回收 技术 已经 成 为 一 种很 有发展前途 的能量采 集方式 … ， 如何利 用压 电效 应将 环境 中的机 械 能转 化 为 电应变常数 ｄ ３ ３ ／ １ ０ Ｃ・Ｎ一 压电电压常数 ｇ ３ ３ ／ １ ０Ｉ ３ Ｖｍ・ Ｎ
（ ２ ５ ｏ Ｃ） 下采用准静态 ｄ 测量仪 随机钡 ０ 试样 品十六 个
材料成 型模具 ， 并 采用 压制成 型方法 制备尺寸 为 ｌ ６
Ｐ Ｚ Ｔ ／ 环 氧树 脂压电复合材料 中 Ｐ Ｚ Ｔ的体积 分数 、 制备 工 艺和极化条件对 压 电性能 的影 响 ， 并在 模 拟动载 作 用 下的压 电复 合材 料压 电响应 来评 价 Ｐ Ｚ ｒ ｒ ／ 环 氧树 脂 压 电复合材料压 电性能 ， 为压 电复 合材料 在 沥青路 面

合 能力嘲 因此本 文 中采 用 细菌 纤维 素 作 为增 强 材料 。
添加 到水 泥 中 ， 善水 泥 的抗 折 、 压强 度 ， 讨 细 菌 改 抗 探
Ｎｏ ｍａ Ｕ ｉｅｓｔ ， ａ ｙ ｇ６ １ ０ ， ｈｎ ） ｒ ｌ ｎ ｖ ｒｉ Ｍｉ ａ ２ ０ ０ Ｃ ｉａ ｙ ｎｎ
纤维 素 含量 、 度 对水 泥基 复 合材 料 抗 折强 度 的 影 响 长 以及 细 菌纤维 素对 水 泥凝 结时 间和 水化 过程 的影 响 。
第， ７卷
第 ４期
Hale Waihona Puke ２ １ 年 ８月 ０ １
善≮ＨＮ ＯＷＤ ＲＳ ＩＮ ＥＡ ＤＴＣ Ｇ 三－ Ａ 中国 粉体技术Ｌ ｂＯ Ｏ Ｃ Ｉ Ｐ Ｅ Ｅ Ｃ Ｎ Ｈ ＯＯ Ｙ Ｃ Ｅ Ｎ
ＶＯ．７ Ｎｏ４ １ ． １ Ａｕ ２ １ ｇ． ０１
ｄ ｉ１．９ ９ ．ｓ．０ ８ ５ ４ ．０ １ ４ １ ｏ：０ ６ ／ｉ ｎ１０ － ５ ８ １． ． ５ ３ ｊｓ ２ ００
材料 发 展很 快 ，碳 纤维 、芳纶 纤 维 、陶瓷纤 维等 已成
为 混凝 土增 强 材料 的主要 研 究对 象 。 中碳纤 维 混 凝 其 土增 强 材料倍 受 人们 关 ＇ 【 。 是 国内质量 好 的聚丙 注 但 烯腈 基碳 纤维 产 品难 以达 到理 想 的试 验性 能 ， 弹性 如
Ａｂｔ ａ ｔ： ｎ ｌ ｐ ｏ ｒｉｓ ｆ ａ ｔｒａ ｃ ｌ ｌ ｓ ｒ ｉｆｒ ｅ ｃｍ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ｅ ｒｐｅｔ ｏ ｂ ｃｅ ｌ ｅｌ ｏｅ ｅｎ ｏｃ ｄ ｅ ｎ ｅ ｉ ｕ
ｃ ｍｐｏ ｉ ｓ ｒ ｎ ｅｔｇ ｔｄ． ｅａ ａｙｓｓｗａ ｏ ｕ ｅ ｎｔ ｅｉ ｌ ｎ ｅｏ ｏ ｓｔ ｗｅｅｉｖ ｓｉａｅ Ｔｈ ｎ ｌ ｉ ｅ ｓｆ ｃ ｓ ｄｏ ｈ ｎｆ ｕｅ ｃ ｆ

超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用摘要：超高韧性水泥基复合材料因具有突出性能优势，在工程领域展现中良好应用前景，本文从材料基本性能、设计原理、组分构成三个方面分析已有研究进展，并探究材料在工程中的具体应用，以便确定材料的下一步研究方向。

关键词：超高韧性水泥基复合材料；研究进展；工程应用引言：超高韧性水泥基复合材料（ECC）基于细观力学理念、断裂力学原理进行设计，对材料纤维、基体、纤维基体界面均进行调整，复合材料硬化后将出现明显的准应变硬化特征，从而使拉应变能力超过普通混凝土的100~300倍。

近年来，随着研究的深入，从不同角度对材料性能进行了优化，使材料优势更为突出。

为不断提高材料性能，通过综合论述相关研究进展、工程应用现状，能够更全面了解材料性能以及应用上的不足，确定未来研究方向。

1 ECC材料的研究进展1.1.基本性能研究目前研究中发现ECC材料具有以下性能优势：（1）受压特性，由于材料中不含粗骨料，较之传统混凝土其弹性模量下降，水灰比有了明显优化，从而使应变能力超过传统混凝土的0.5%；（2）抗弯能力，随着弯曲荷载作用加大，ECC 材料展现出具有弯曲-硬化特性、微小多裂缝特性、超高弯曲韧性等性能，主要与材料中掺杂的碳纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等相关，且使用过程中，任何浇筑方式均对材料抗弯性能无影响；（3）抗剪性能，在相同条件下进行测试，采用ECC材料制作无配筋小梁与传统混凝土制作小梁并进行抗剪强度相比，差距为40%，而且梁的跨中极限挠度也超出传统混凝土梁的50%，由此可以看出，ECC材料在荷载作用下，可逐渐产生裂缝，但裂缝呈密集、微小状分布，从而不会导致刚度突然下降，与传统混凝土出现的典型性脆性破坏特征有着本质的区别，从而使材料具有更强大的剪切变形能力与抗剪承载能力；（4）抗疲劳性能，ECC材料的疲劳寿命超过200万次循环，且抗疲劳荷载也显著超出传统混凝土，从而决定疲劳荷载下也能够有效进行裂缝控制，有实验中使ECC板经过10万次循环，发现其裂缝宽度变化幅度仅在50μm内，而普通混凝土板经过10万次循环后，最大裂缝宽度超过600μm[1]。

导电水泥基复合材料可应用于工业防静 电结 构 ， 路路 公 面和机场跑道等处化 雪除冰 ， 住宅或养殖场的电热结构。
体连续 ， 水泥分 布均匀 ， 含量较高 ， 搅拌较好。
６２ 注水试验见表 ２ ． 。
表２
施工问隔超 过 ２ｈ 截渗墙 已具有一定的强 度 ， 确保墙体 的 ４， 为 连续 性 ， 需要做搭 接处理 ， 采用错位搭接形 式 ， 接一个单元 搭
采用特殊工艺 将 可磁化 粒子 （ 氧体 、 铁 氧体和 稀土 铁 锶
类磁化材料） 掺＾水 泥基 材料 来制备 磁性水 泥基 复台 材 料。
可磁 化粒子排列 的定 向程 度越高 ， 磁性越强 。 则 当前研究结 果说 明 ， 氧体类磁性 水泥基复合材料应 用 铁 前景较好。这类材 料 中掺＾ 钡或 锶铁氧体 磁粉 的平均粒 径
６３ 大地 雷达控测结 果 ．
如果地 层砾石 径过大 ． 达不 到设计 深度 时采 取补救 ， 在
墙体连续 ， 墙深 能达设计要求 ， 而且墙 体两侧 ２Ｏ ．ｍ范 围
内土层密实性得 到明显 改善。
７ 结语
最多只能 钻 ８５ 的位 置 ， 用 让 机 器 钻 杆 原 地 空 钻 ３— ．ｍ 采 ５ ｉ， 强行用高速 挡位 高压 向下 喷浆 ， 水泥 浆 向下渗 透 ｍ ｎ并 使
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９ ６
唐明伟等 ： 水泥基功能复合材料综述
第２ 期
２ 磁 性水泥基 复合材料
材料具有热 电效 应 （ｅｂｅ 应 ） Ｓｅａｋ效 。在最 高温 度为 ７ ， ０ 最 大温差为 ５ 的范 围内， ０ 温差 电动势 Ｅ与温 差 △ 之 间有 稳 ｔ 定 的线性关系 ， 灵敏度较高 。
为 １ ．伽 ， ～１５ 掺＾质量在 １％ ～６ ％：这类磁性材料具有价 ０ ０ 格低 、 容易；ｍ成型 ｂ ｉ ｒ 保磁性强 强度高 的优点 。 ３ 屏 蔽磁场水泥基复台材料

第 55 卷第 2 期2024 年 2 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.2Feb. 2024水泥基复合材料固化铬污染盾构渣土性能及其机理研究魏贺1, 2，贺勇1, 2，阳栋3，张可能1, 2，娄伟4，史继彪5，冯德山1, 2(1. 中南大学 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室，湖南 长沙，410083；2. 中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙，410083；3. 中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙，410004；4. 湖南省和清环境科技有限公司，湖南 长沙，410221；5. 徐州中矿岩土技术股份有限公司，江苏 徐州，221116)摘要：为了实现铬污染盾构渣土的资源化利用，解决单一水泥固化材料用量大、排放量高以及固化效果不理想等问题，研制水泥基有机−无机复合固化剂固化铬污染盾构渣土。

以14 d 养护龄期固化土无侧限抗压强度和浸出毒性为评判指标，通过设计“五因素四水平”正交试验确定复合固化剂最佳配比；采用极差分析法对各影响因素进行主效应分析，并结合XRD 和SEM 试验探究复合有机−无机固化剂的作用机理。

研究结果表明：无侧限抗压强度和浸出毒性评判指标的最优解均为11%(质量分数，下同)水泥、5.50%生石灰、0.25%聚丙烯酰胺、1.10%硅酸钠和0.05%海藻酸钠；14 d 养护龄期的试验13(A 4B 1C 4D 4E 1)固化土无侧限抗压强度达1 217.58 kPa ，重金属铬浸出质量浓度为2.4 mg/L ，满足相关规范要求；水泥、海藻酸钠和硅酸钠为固化土无侧限抗压强度评判指标的主要影响因素，水泥、海藻酸钠和生石灰为浸出毒性评判指标的主要影响因素；固化土无侧限抗压强度与重金属铬浸出质量浓度密切相关，具体表现为固化土无侧限抗压强度越大，重金属铬的稳定化效果越明显；大量的自由水被消耗、pH 升高、新矿物的生成、土体微观结构改变及土颗粒间胶结作用增强是盾构渣土性能提高的主要原因；当固化土强度增大时，重金属铬的物理封闭作用增强；此外，发生水化反应形成的较高pH 也促进三价铬生成难溶于水的氢氧化物沉淀，从而降低固化土重金属铬浸出毒性。

压电-压磁弹性复合材料的研究摘要：本文主要简介了压电复合材料的基本概念、结构与性能关系，加工工艺，对压电复合材料的发展、现状进行概述。

并介绍了压电压磁弹性复合材料的研究现状。

复合材料是20世纪70年代发展起来的一种多功能复合材料，它对我国电力市场发展具有十分重要的意义。

abstract: composite materials are a kind of multi-functionalmaterials,which is developed in the 1970s. in this paper, thecurrent development of piezoelectric composite materials arediscussed by introducing the basic concept of thepiezoelectric composite materials, the relationship betweenstructure and properties, processing technology and theresearch status on piezoelectric/piezomagnetic materials.关键词：压电材料；压电复合材料；压电压磁弹性复合材料key words: piezoelectric material；piezoelectric compositematerials；piezoelectric/piezomagnetic material中图分类号：ｏ632 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）11-0307-020 引言压电陶瓷作为一种压电材料，应用于电子、传感、变压、水声换能、超声、电光等诸多领域。

其发展十分迅速，至今已研制出许多性能优异的材料，然而单相材料在某些应用领域具有难以克服的缺点，人们试图寻找新的解决途径，从而使压电复合材料作为一类新的压电材料得到较快的发展。

PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料框架边节点抗震性能试验探究随着人们对建筑结构抗震性能要求的不息提高，传统的钢筋混凝土结构已经不能满足需求。

钢纤维加强水泥基复合材料作为一种新型的结构材料，以其卓越的抗震性能逐渐受到了广泛的关注。

本文旨在探究PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料在框架边节点的抗震性能，并通过试验方法进行验证。

起首，我们对PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料的成分进行了详尽的介绍。

PVA纤维能够增加水泥基材料的抗裂性能，而钢纤维则能够增加其抗拉强度和抗冲击性能。

两种纤维共同使用可以使材料的力学性能得到进一步的提升。

接下来，我们设计了一系列的试验方案。

起首，我们选取了不同比例的PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料，并按照一定的配比制备了试样。

然后，我们通过拉伸试验、冲击试验和压缩试验来探究材料的力学性能。

同时，我们还进行了动态荷载下的抗震性能试验，以验证材料在框架边节点的实际应用效果。

试验结果表明，PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料具有良好的力学性能。

在拉伸试验中，材料表现出了较高的抗拉强度和良好的延性。

在冲击试验中，材料表现出了较好的抗冲击性能，能够有效吸纳能量。

在压缩试验中，材料表现出了较高的抗压强度和良好的抗压变形性能。

动态荷载下的抗震性能试验结果显示，PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料边节点具有较好的抗震性能。

通过合理的节点设计，材料能够有效地承受地震荷载，并保证建筑结构的整体安全性。

综上所述，PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料具有良好的力学性能和抗震性能，在框架边节点的应用中具有宽广的前景。

然而，本文只是从试验的角度对其进行了初步的探究，还有许多问题需要进一步探讨和改进。

期望本文的探究效果能够为相关领域的探究者提供参考，并为今后的工程实践提供有益的指导。

综合试验结果表明，PVA-钢混杂纤维增强水泥基复合材料在力学性能和抗震性能方面表现良好。

该材料在拉伸、冲击和压缩试验中均表现出较高的强度和良好的延性、抗冲击性能以及抗压变形性能。

第23卷第1期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.23,No.1 2007年1月 Journal of Qiqihar University Jan.,20070-3型PZT/PVDF 压电复合材料压电性能研究孙洪山，张德庆，王少君，祁磊(齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006 )摘要：以PZT和PVDF为原料，采用热压和冷压两种工艺制备了0-3型压电复合材料，其中PZT陶瓷粉末由sol-gel法制得。

研究了不同因素对复合材料压电和介电性能的影响。

实验结果表明在相同成型压力下，PZT体积含量为70% 时，热压和冷压工艺制备的复合材料33d 分别为41和24，相差达到17，而ε相差最大值达到32.4。

关键词：0-3型PZT/PVDF压电复合材料；热压法；冷压法中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2007)01-0013-04树脂基压电复合材料是一种多相材料, 由压电陶瓷与树脂基体复合形成的一种新型功能材料[1]。

这种材料具有两相材料的优点: 良好的柔顺性、 较高的压电常数和机电耦合系数。

压电复合材料的密度和声速远低于压电陶瓷, 故其声阻抗小, 易与空气、水和生物组织实现声阻抗的匹配，满足水声、电声、超声换能器等方面的要求[2～4]。

国内外许多材料工作者在0-3型复合材料的制备工艺[5]、 影响性能的因素[6]及理论研究[7]等方面做了许多工作。

为提高复合材料的性能，本实验采用sol-gel法合成的超细纳米PZT粉体作为功能相，为解决加工过程中的分散性问题，采用溶液混合法制备出了混合相对均匀的0-3型PZT/PVDF复合材料，并 研究了PZT体积含量、制备工艺对复合材料电性能的影响。

1 实验过程1.1 实验原料自制的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷粉末，相对介电常数ε为1152，33d 为274 pC/N；聚偏二氟乙烯(PVDF)粉末, 相对介电常数ε为12，33d 为1 pC/N。

料（ ＵＨＰ Ｃ） 并采 用 分 离式霍 普金 森 压杆 装 置 对 不 同纤 维掺 量 的 ＵＨＰ Ｆ Ｃ Ｃ ； Ｓ Ｒ Ｃ材料 进行 了一 次和 多次 冲击
压 缩 实验 。对材料 的 多次冲 击压 缩标 准化 强度 进行 了定 义 ， 示 出了应 变率 、 揭 冲击 次数 、 击方 式 、 维掺 量 冲 纤
关 键词 ： 高性 能 水泥基 复 合材 料 ； 超 霍普 金 森压 杆 ； 变率 ； 应 冲击 次数 ， 冲击方 式
中图分 类号 ： Ｂ３ １ ＴＵ５ １ Ｔ ０； ０ 文献 标 识码 ： Ａ
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