[发明专利]一种压电陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种压电陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

在当今社会，建筑物就像丛林一样耸立在城市和乡镇间，近几十年，就如雨后春笋般不断地冒出来，已成为现代化建设的一种标志，也是现代化建设中无法缺少的重要的组成部分，极大的促进了人类社会的进步。而水泥作为建筑材料中必不可少的一部分，其具有的各种性能指标如水化时间、流变性和耐久性等都具有重要的研究价值与意义。同时，随着时间的过去，其各种性能的下降，伤害的累积，很容易造成重大事故。因此，对这些建筑物进行有效的检测，提出预警，对于预防和减少事故都具有重要的意义。而压电材料就是一种能够监测此类情况的材料，同时具有成本低、结构简单、性能可靠和响应速度快等优点，因此，近几年也被得到了广泛的应用，对其进行不断地改善与研究也成为了一项重要的内容与工作。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种压电陶瓷复合材料，具有较低的声阻抗率和较高的抗压强度，同时对噪声能进行有效的屏蔽，传感器接收性能佳，另外，能有效的检测水泥的水化反应。

技术方案：一种压电陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：硅酸盐水泥20-40份、铝酸盐水泥10-30份、硬脂酸酰胺2-5份、蜂蜡1-2份、双酚A型环氧树脂5-10份、双酚F型环氧树脂5-10份、赤藓糖醇0.2-0.5份、压电陶瓷片60-80份、651低分子聚酰胺2-4份、间苯二胺1-3份、聚乙烯醇缩醛0.5-1份、丙酸钙0.1-0.3份、羧甲基纤维素钠0.5-0.8份、无水乙醇8-10份、水30-50份。

进一步优选的，所述的一种压电陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：硅酸盐水泥25-35份、铝酸盐水泥15-25份、硬脂酸酰胺3-4份、蜂蜡1.2-1.8份、双酚A型环氧树脂6-9份、双酚F型环氧树脂6-9份、赤藓糖醇0.3-0.4份、压电陶瓷片65-75份、651低分子聚酰胺2.5-3.5份、间苯二胺1.5-2.5份、聚乙烯醇缩醛0.6-0.9份、丙酸钙0.15-0.25份、羧甲基纤维素钠0.6-0.7份、无水乙醇8.5-9.5份、水35-45份。

上述压电陶瓷复合材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1：将除压电陶瓷片以外的所有组分混合，用搅拌机在转速100-300r/min下搅拌5-10分钟；

步骤2：放入真空系统中进行抽真空5-10分钟，消除气体；

步骤3：将压电陶瓷片放入模具中，将上述混合料浇注于模具中并振动2-5分钟；

步骤4：继续浇注满模具，放入真空系统中进行抽真空5-10分钟，消除气体；

步骤5：放入标准养护室中，养护温度18-22℃，相对湿度95-98%，养护时间24-26小时；

步骤6：脱模，置于室温下继续养护28-30天；

步骤7：进行切割，至样品两表面露出压电陶瓷片即得。

一步优选的，步骤1中转速为150-250r/min，搅拌时间为6-9分钟。

一步优选的，步骤2中抽真空时间为6-9分钟。

一步优选的，步骤3中振动时间为3-4分钟。

一步优选的，步骤4中抽真空时间为6-9分钟。

一步优选的，步骤5中养护温度20℃，相对湿度96-97%，养护时间25小时。

一步优选的，步骤6中养护时间为29天。

有益效果：本发明的压电陶瓷复合材料的声阻抗率较低，最低为4.39M Rayl，具有较高的抗压强度，最高可达12.4MPa，同时对噪声能进行有效的屏蔽，传感器接收性能佳，另外，能有效的检测水泥的水化反应。

具体实施方式

实施例1

一种压电陶瓷复合材料，由以下成分以重量份制备而成：硅酸盐水泥20份、铝酸盐水泥10份、硬脂酸酰胺2份、蜂蜡1份、双酚A型环氧树脂5份、双酚F型环氧树脂5份、赤藓糖醇0.2份、压电陶瓷片60份、651低分子聚酰胺2份、间苯二胺1份、聚乙烯醇缩醛0.5份、丙酸钙0.1份、羧甲基纤维素钠0.5份、无水乙醇8份、水30份。