[发明专利]一种复合压电陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种复合压电陶瓷材料。

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复合压电陶瓷材料，具有较低的声阻抗率和较高的抗压强度，对噪声能进行有效的屏蔽，传感器接收性能佳，同时还能有效的检测水泥的水化反应。

技术方案：一种复合压电陶瓷材料，由以下成分以重量份制备而成：白水泥30-40份、硫铝酸盐水泥20-30份、芥酸酰胺2-5份、硬脂酸锌1-2份、蜜蜡1-2份、海因环氧树脂5-10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、元明粉0.5-1份、正硅酸乙酯0.2-0.5份、压电陶瓷片70-80份、125低分子聚酰胺2-4份、阿拉伯树胶0.5-1份、间苯二胺1-3份、聚乙烯醇缩醛0.5-1份、聚乙烯醇0.1-0.3份、聚阴离子纤维素0.5-0.8份、无水乙醇8-10份、水40-50份。

进一步优选的，所述的一种复合压电陶瓷材料，由以下成分以重量份制备而成：白水泥35份、硫铝酸盐水泥25份、芥酸酰胺3.5份、硬脂酸锌1.5份、蜜蜡1.5份、海因环氧树脂7.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物7.5份、元明粉0.75份、正硅酸乙酯0.35份、压电陶瓷片75份、125低分子聚酰胺3份、阿拉伯树胶0.75份、间苯二胺2份、聚乙烯醇缩醛0.75份、聚乙烯醇0.2份、聚阴离子纤维素0.65份、无水乙醇9份、水45份。

上述复合压电陶瓷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200-300r/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5-10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20-25℃，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。

进一步优选的，步骤1中转速为250r/min，搅拌时间为6-9分钟。

进一步优选的，步骤5中养护温度23℃，相对湿度96-97％，养护时间25小时。进一步优选的，步骤6中养护时间为29天。

有益效果：本发明的复合压电陶瓷材料的声阻抗率较低，最低为4.25M Rayl，具有较高的抗压强度，最高可达12.9MPa，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

一种复合压电陶瓷材料，由以下成分以重量份制备而成：白水泥30份、硫铝酸盐水泥20份、芥酸酰胺2份、硬脂酸锌1份、蜜蜡1份、海因环氧树脂5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、元明粉0.5份、正硅酸乙酯0.2份、压电陶瓷片70份、125低分子聚酰胺2份、阿拉伯树胶0.5份、间苯二胺1份、聚乙烯醇缩醛0.5份、聚乙烯醇0.1份、聚阴离子纤维素0.5份、无水乙醇8份、水40份。

上述复合压电陶瓷材料的制备方法为：

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200r/min下搅拌5分钟；

步骤2：放入真空系统中进行抽真空5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分钟，消除气体；

步骤5：放入标准养护室中，养护温度20℃，相对湿度95％，养护时间24小时；

步骤6：脱模，置于室温下继续养护28天；