[发明专利]一种压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料及其制备方法

权利要求书

1.一种压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料，其特征在于该材料由1-3型压电复合材料、碳纤维导电材料构成，采用二次切割-浇注成型工艺，所引入的压电陶瓷以柱状形式排列于水泥、环氧树脂和固化剂构成的基体材料中，碳纤维分散于基体材料当中。

2.根据权利要求1所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料，其特征在于压电复合材料为1-3型压电陶瓷复合材料，所述压电陶瓷功能体为经过极化处理后的钛酸铅、锆钛酸铅、铌镁锆钛酸铅、三元系压电陶瓷或无铅压电陶瓷中的一种，压电陶瓷占智能阻尼材料的体积分数为30%-70%。

3.根据权利要求1所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料，其特征在于压电复合材料为1-3型压电陶瓷复合材料，所述水泥为硅酸盐类水泥、硫铝酸盐系列水泥或磷铝酸盐系列水泥中的一种，水泥占水泥、环氧树脂和固化剂三者混合物的质量分数为20%-60%。

4.根据权利要求1所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料，其特征在于压电复合材料为1-3型压电陶瓷复合材料，所述环氧树脂为双酚A型、双酚F型或双酚S型中的一种或几种的混合物，固化剂为胺类固化剂，环氧树脂和固化剂的混合物占水泥、环氧树脂和固化剂三者混合物的质量分数为40%-80%。

5.根据权利要求1所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料，短切碳纤维占水泥、环氧树脂和固化剂三者混合物的质量分数为1%-10%。

6.一种压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）将压电陶瓷块固定在平面基座上，采用切割划片机在垂直于压电陶瓷块极化轴的面上，沿长度或宽度方向依次准确切割出系列压电陶瓷片，切割过程中不将整个陶瓷块切透，留下一定厚度底座，从而防止陶瓷柱的散落破损；

（2）将切割陶瓷坯体置于超声波清洗机中，超声清洗去除坯体中的陶瓷残渣，然后取出坯体晾干并固定于浇注模具中；

（3）分别称取一定比例的水泥、碳纤维、环氧树脂与固化剂、先将水泥与环氧树脂混合并搅拌均匀，然后加入碳纤维并继续搅拌，最后加入固化剂并进行抽真空处理；

（4）将真空处理后的混合物注入装有压电陶瓷坯体的模具中，然后常温固化48h；

（5）将固化后的坯体固定在平面基座上，采用切割划片机在垂直于第一次切割方向上进行二次切割，切割尺寸和第一次切割时相同或者不同，切割底座厚度和第一次切割时底座厚度一致；

（6）重复步骤（2）-（4）；

（7）采用SiC或Al₂O₃磨料对固化后的压电陶瓷坯体上下两个表面打磨，待两面全部露出压电陶瓷柱后，即制得压电复合材料和水泥复合的压电智能阻尼材料。

7.如权利要求6所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料的制备方法，其特征在于切割底座厚度0.5-3mm。

8.如权利要求6所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料的制备方法，其特征在于超声清洗时间为15-30分钟。

9.如权利要求6所述的压电复合材料与水泥复合的智能阻尼材料的制备方法，其特征在于抽真空处理时间10-20分钟。