压电水泥
水泥电池原理
水泥电池原理
水泥电池，也叫“水泥电池”。
是利用水泥作电解质，构成
一个电化学体系，在外部供电下产生电流的一种新型电池。
这种电池的结构十分简单，由一个集电器、两个电极、一块电池板和一个连接导线组成。
当有电流通过水泥块时，水泥块上的集电器就会把电流导进电极的两极。
这样一来，水泥块上就产生了电。
所以，这种电池叫水泥电池。
我们都知道，要制造一种新的材料，必须有一种化学物质，这就是我们所说的“原材料”。
在这里，“原材料”指的是物质本
身或由物质构成的材料。
目前人们所使用的化学材料主要是金属、非金属和无机化合物。
而水泥则是一种无机非金属材料，其主要成分是二氧化硅、氧化镁、氧化钙、三氧化二铝和三氧化二铁等。
这些物质都是在自然界中广泛存在的物质。
比如，二氧化硅就广泛存在于石英晶体中；氧化镁在石灰石和花岗岩中含量较高；氧化钙和氧化铁则广泛存在于石灰石（如石灰石、白云石）和铁矿石中。
所以说，水泥电池是利用了二氧化硅、氧化镁、氧化钙和三氧化二铁这些物质作为原材料来制造的。
—— 1 —1 —。
环保且耐用的新型水泥问世
日本剃用常温工业谴 制出 全固体薄膜锂离乎完 电电池
据 媒体报 道 ， 日本产 业技 术综 合研 究所与 丰 田 合 作 ， 利 用 陶 瓷 材 料 常 温 高 速 涂 装 工 艺一一 气 溶胶 沉 积（ ｒｓ ｅ ｏ ｉｏ ，Ｄ 法 ， Ａｅ ｏＤ ｐ ｓ ｉｎ ） ｏ ｔ Ａ 对 氧 化 物 类 的 正 极 材 料 、 负 极 材 料 及 固 体 电 解 质 材 料 进 行 薄 膜
（ 李 峰 ）
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据海 外媒 体报 道 ，美 国研 究人 员正在研 究 种 自我 诊 断 、 自我 恢 复 的材 料 ， 这 种 材 料 可 察觉到 损伤 并 自我 重 生 。可 以用 于开发 可 重复 使 用 的复合材 料 ，其 能够 自愈 ，并阻止 裂缝 或 破 损发展 ，还 可在 需要 加 固结构 的地方 再生材 料 这种 材料 采用 “ 形状 记忆 ”聚 合体 ，这 是 在 ） 热 到 一定 温度 时恢 复原本 形状 的材 料 。这 Ｊ ｌ Ｊ 种 聚合体 中含 有 一种光 纤 网络 ，既可作 为损伤 传 感器 ，也 ‘ 叫作为 热传 输系统 。当材料 持续 受 损 （ 裂 缝 ） ， 红 外 激 光 通 过 光 纤 网 络 将 热 能 如 传 递 给 破 损 点 。 这 可 触 发 形 状 记忆 聚 合 体 ，将 聚 合 体 固 程 度 提 高 】倍 。 形 状 记 忆 作 用 还 能 １ 使 裂 缝 愈 合 ，将 坚 固程 度 恢 复 到 原 来 材 料 的 ９％ 。此 外 ，无 论进 行 何种 操 作 ，材 料 都 可 在 操 ６ 作 中 自我 恢 复 。 （ 聂尊誉 ）
性。
ＡＤ法 是 一 种 通 过 使 微 粒 子 与气 体 混 合 后 在
导电混凝土
建筑功能材料导电混凝土专业：无机非金属材料工程日期： 2012年5月6日目录1导电混过凝土的定义 (1)1.1普通混凝土的导电性 (1)1.2导电混凝土的定义 (1)2导电混过凝土的发展历程 (1)3导电混过凝土的分类 (1)3.1分类 (1)3.2主要导电介质及其特点 (2)4导电混过凝土的导电机理 (4)4.1隧道效应导电机制 (4)4.2水泥石导电机制 (4)5导电混过凝土的性能 (5)5.1强度 (5)5.2导电性 (5)5.3电阻率的稳定性 (5)6导电混过凝土的应用 (5)7展望 (6)导电混凝土1导电混过凝土的定义1.1普通混凝土的导电性普通混凝土无论是处于潮湿或干燥状态都不具有良好的导电性能（普通混凝土在干燥状态下的电阻率104-109Ω·m；在潮湿状态下达到101-104Ω·m；而金属导体电阻率一般在10 -7量级）。
在混凝土中掺加一定量的导电介质，可以使混凝土的导电性大大改善，从而使其成为具有较好导电性的导电体。
1.2导电混凝土的定义导电混凝土（Electrically Conductive Concrete，ECC）是指由胶凝材料、导电相、介电骨料和水等组分,按照一定配比混合凝结而成的多相复合材料，是由导电相部分或全部取代混凝土中的普通骨料配制而成，具有规定的导电性能和一定力学性能的混凝土。
2导电混过凝土的发展历程二十世纪30-40年代，人们开始研制导电混凝土，前苏联、德国、加拿大、美国、英国等国探索混凝土导电的可能性。
五十年代末，前苏联掌握了以水玻璃和水泥作为基材的导电混凝土工艺。
二十世纪七十年代，美国、加拿大以及北欧国家为了解决公路和桥面在除冰过程中，因使用除冰盐而造成的混凝土严重腐蚀的问题在采用阴极保护措施的过程中，引出了导电混凝土的研究和应用。
二十世纪90年代以来导电混凝土的研究和应用获得了长足的进步。
我国在八十年代也开始了对导电混凝土的研究，目前也取得了较大进展。
压电材料的性质与应用
压电材料的性质与应用压电效应是指某些晶体在受到力的作用时会产生电位变化，反之也成立。
这是一种特殊的物理现象，由于其独特的性质和极大的应用潜力，压电材料成为现代科技领域的重要研究方向之一。
压电材料主要分为陶瓷和聚合物两种类型。
最经典的压电材料是酸钛酸钡（PZT）陶瓷，它具有良好的压电性能和较高的稳定性。
除此之外，聚乙烯二氟乙烯（PVDF）是一种具有很强压电效应的聚合物材料，广泛应用于生物医学、电子通信等领域。
压电材料的性质非常独特且有趣。
当外力施加在压电材料上时，它会发生形变，并产生内电位变化。
这种电位变化与施加在材料上的压力成正比。
同样地，当施加额外电场时，压电材料会发生形变。
这种双向耦合性使得压电材料能够被广泛应用于传感器、声音放大器、悬浮平台等装置中。
压电材料的应用范围广泛且多样化。
其中，压电传感器是最常见的应用之一。
压电传感器使用压电效应来测量各种力和压力。
举一个例子，汽车碰撞传感器利用压电效应来检测碰撞的力量和位置，从而触发安全气囊。
在航空航天领域，压电传感器广泛应用于测量机翼变形和飞机结构的应力变化。
此外，压电材料还被使用在电子设备中，如压电谐振器可用于产生稳定的频率信号。
除了压电传感器，压电材料还可以用于应力传感器。
力传感器是一种用于测量物体上施加的力量的设备。
压电材料参与制造传感器的感应机制是：当外界力施加于压电材料上时，材料会产生电荷。
这种电荷可以转换为电压或电流，从而量化外力。
压电材料在医学领域的应用也非常广泛。
压电陶瓷或聚合物材料制成的压电换能器可以将机械运动转化为电学信号，并用于心电图、骨密度扫描等医疗设备中。
此外，压电器件还可以用于充当假肢和听力辅助设备中的感知器。
总而言之，压电材料以其独特的性质和广泛的应用潜力，成为了现代科学领域的研究热点之一。
通过深入研究压电材料的性质和应用，科学家们可以进一步开发出更多的创新技术和设备，为我们的社会和生活带来更多的便利和进步。
混凝土气泡大小标准
混凝土气泡大小标准混凝土是一种常用的建筑材料，其质量的好坏直接影响着建筑物的安全和使用寿命。
而混凝土中的气泡大小则是一个关键的参数，对混凝土的性能有着重要的影响。
因此，制定混凝土气泡大小标准是非常必要的。
1. 气泡大小的定义混凝土中的气泡大小是指混凝土中的空气孔隙大小，通常用直径来表示。
气泡大小的测量方法通常有显微镜观察法、压汞法和压电法等。
2. 气泡大小对混凝土性能的影响气泡大小对混凝土的性能有着重要的影响。
较小的气泡可以提高混凝土的密实性和耐久性，同时可以减少水泥的用量。
而较大的气泡则会导致混凝土的密实性和强度下降，容易引起龟裂和气泡分离。
3. 气泡大小标准的制定混凝土气泡大小标准的制定需要考虑到混凝土的用途和性能要求。
目前国内外普遍采用的标准有以下几种：（1）ASTM C173-03标准ASTM C173-03标准规定了混凝土气泡大小的测量方法和要求。
根据该标准，混凝土中的气泡大小应控制在0.3mm以下。
（2）GB/T 50080-2016标准GB/T 50080-2016标准规定了混凝土气泡大小的要求。
根据该标准，混凝土中的气泡大小应控制在0.5mm以下。
（3）ACI 301-16标准ACI 301-16标准是美国混凝土协会制定的混凝土气泡大小标准，根据该标准，混凝土中的气泡大小应控制在0.5mm以下。
4. 控制气泡大小的方法混凝土中气泡大小的控制需要从原材料的选择、搅拌工艺、施工环境等多个方面入手。
（1）选择合适的水泥和骨料水泥和骨料的性质直接影响着混凝土的质量和气泡大小。
因此，应选择品质优良的水泥和骨料。
（2）控制搅拌工艺搅拌工艺对混凝土中气泡大小的控制也非常重要。
搅拌时间、旋速等参数的控制都会影响混凝土的气泡大小。
（3）控制施工环境施工环境对混凝土的质量和气泡大小也有着重要的影响。
应尽量避免施工现场的风、雨、阳光等干扰因素。
5. 气泡大小的检测方法检测混凝土中气泡大小的方法有多种，常用的包括显微镜观察法、压汞法和压电法等。
1-3型压电复合材料的机电响应特性和温度稳定性
1-3型压电复合材料的机电响应特性和温度稳定性
刘盛文;王露;翟迪;袁晰;周科朝;张斗
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】2022(44)4
【摘要】1-3型压电复合材料具备优异的机电耦合性能,这对于高性能压电换能器的开发具有重要意义。
该文采用低成本的切割填充法制备了不同结构参数的1-3型PZT/环氧树脂复合材料,并结合有限元模拟法对其压电性能、机电响应特性和温度稳定性进行了系统地研究。
1-3阵列结构对平面方向应变产生了很大的衰减,使能量更集中于厚度共振模式。
复合材料的高径比是影响机电耦合性能的主要因素,更精细的阵列结构有利于高性能压电换能器的制造。
在-20~60℃内,1-3型压电复合材料的厚度机电耦合系数约为0.61,变化率小于1%,表现出良好的温度稳定性。
【总页数】6页(P507-512)
【作者】刘盛文;王露;翟迪;袁晰;周科朝;张斗
【作者单位】中南大学粉末冶金研究院粉末冶金国家重点实验室;中南大学化学化工学院;中电科技集团重庆声光电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM2;TN384;TB34
【相关文献】
1.基于ANSYS的1-3型水泥基压电复合材料力电响应分析
2.1-3型压电复合材料机电耦合特性分析
3.循环荷载下1-3型水泥基压电复合材料的力电响应
4.1-3型
压电复合材料温度稳定性研究5.具有良好温度稳定性的1-3型PZT/epoxy压电复合材料
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一种注射型压电骨水泥及其制备方法[发明专利]
![一种注射型压电骨水泥及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/374fcfa4f7ec4afe05a1df71.png)
专利名称：一种注射型压电骨水泥及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：汤玉斐,张萍,赵康,段子豪,刘晨,李慧
申请号：CN201810805378.7
申请日：20180720
公开号：CN108744030A
公开日：
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开的注射型压电骨水泥，包括压电相纳米短纤维为10～40％，骨水泥固相粉体为58～89.5％，碳材料为0.5～2％，合计为100％，注射型压电骨水泥的制备方法包括以下步骤：步骤1、将压电相纳米纤维电晕极化，然后将电晕极化产物研磨、筛分，得到压电相纳米短纤维；步骤2、向压电相纳米短纤维中分别加入骨水泥固相粉体、碳材料和无水乙醇，进行球磨，将球磨产物放入烧杯烘干，得压电骨水泥固相粉体；步骤3、向压电骨水泥固相粉体中加入液相调和，得骨水泥浆体；步骤4、将骨水泥浆体置入注射器，在3～10kV外加电场作用下处理5～10min，然后将骨水泥浆体从注射器的针头处挤出，得注射型压电骨水泥。
申请人：西安理工大学
地址：710048 陕西省西安市金花南路5号
国籍：CN
代理机构：西安弘理专利事务所
代理人：涂秀清
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压电材料
压电材料1低温烧结大功率压电陶瓷变压器材料及其制造方法本发明涉及一种压电陶瓷变压器材料及其制造方法。
在铌镁酸铅(Pd(Mg1/3Nb2/3)O3)，铌锰酸铅(Pd(Mn1/3Nb2/3)O3)，钛酸铅(PbTiO3)和锆酸铅(PbZrO3)(PMMN)四元系压电陶瓷中掺入低熔点氧化物SiO2(氧化硅)、Bi2O3(氧化铋)及CdO(氧化镉)。
本发明的优点在于：材料性能更完善、环境污染小、耗能及成本低，可在低温下制备。
2压电陶瓷/聚合物复合材料的新制备方法一种压电陶瓷/聚合物复合材料的新制备方法，以解决压电陶瓷/聚合物复合材料界面结合差的问题。
该方法首先在聚合物溶液中加入醋酸盐搅拌混合，混合均匀后升温至60℃～120℃加入乙酰丙酮或冰醋酸，搅拌均匀后滴加一定量的钛酸酯，反应得到含有聚合物的纳米陶瓷溶胶。
然后直接于120℃～170℃下蒸馏或倒入不溶于所用聚合物的溶剂中进行沉降，完全干燥后将混合物研成细粉即得压电陶瓷/聚合物原位复合母粒。
再将该母粒与普通压电陶瓷粉加入混合设备混合均匀，按照聚合物成型的方法压制成型，制得压电陶瓷/聚合物复合材料。
3 层状水泥基压电智能复合材料及其制备方法本发明是一种适用于土木工程的智能复合材料，由片层水泥基材料和片状压电陶瓷材料相间组成，信号线将压电陶瓷片以并联方式联结，相邻的两压电陶瓷片层的极化方向相反。
本发明的复合材料制备方便，成本低廉。
其结构相容性好，响应速度快，抗干扰能力强，并具有感知功能和驱动功能复用的特点。
4 低压电器用铜基无银触头材料本发明提出一种低压电器用铜基无银触头材料，其成分中主要含有金刚石和镧。
成分配比（重量百分比）为金刚石：０．０１～８％，镉：０．０１～３．５％，镧：０．００１～２．５％，铜：余量。
采用本发明的铜基无银触头材料可在各类低压电工触头上代替银基复合材料，会收到显著的节省贵金属银及降低成本的效果。
5钛酸铋钠钾系超声用的压电陶瓷材料一类不含铅的超声用压电陶瓷材料，其组成为xNa0.5Bi0.5TiO3-(1-x)K0.5Bi0.5TiO3，其中x＝0.80～0.99，同时加入少量改性添加物。
基于FEM的水泥基压电复合材料的性能分析
元进行分析 ，能够得到复合材料 内部 的应力 、应变
分布和 电压 、电位移分布 。对复合材料的实 际应用 提供实验所无法给 予的指导和帮助 。 本 文对 水泥基 压 电复合材 料 建立 了有 限元模
型。 分析 了水泥基压 电复合材料 的压 电性能，得 出 了材 料 内部 的位 移和 应变 分布 以及压 电应变 常数
基 于 Ｆ Ｍ 的水 泥 基压 电复合 材料 的性 能分析 Ｅ
张宗振 ，徐 东字，鞠 超 ，黄世峰 ，程 新
（ 济南大学 材料科 学与工程 学院，山东 济南 ２ ０２ ） ５ ０ ２
摘 要 ：建 立 了 １３型水 泥 基 压 电复合 材 料 的 有 限元 模 型 ， 并对 其 进 行 了静 力 分 析 、模 态 分 析 和 瞬态 动 力 学分 － 析 。得 到 了水 泥 基 压 电复合 材 料 的 内部应 力 应 变 分 布 、水 泥 基 体对 复合 材 料 压 电 性 能 的影 响 、 复合 材 料 的 厚度 振 动 模态 和 在 动 态 载荷 下 的响 应 情况 。发 现 水 泥 基压 电复 合 材 料产 生 的驱 动 应变 和 节 点 应 力 都集 中在 压 电 陶瓷 柱 上 ， 高 泊松 比和 低 弹性 模 量 的 水泥 基 体 能 够 增 加 复合 材 料 的 压 电性 能 ；低 频下 水 泥 基 压 电复合 材 料 的振 动 特 性 与 压 电 陶瓷 相 同 ，且 对 外 部 的动 态 激 励 有着 良好 的 线性 响应 。 关 键 词 ：智 能 材 料 ；水 泥 基 压 电 复合 材 料 ； 有 限元 模 型
根 据压 电方 程压 电陶瓷 的本构 关系矩 阵可 以
基金 项 目： 国 家 自然 科 学 基 金 资助 项 目 （０ ４ ０ ２ ５９２２） 新 （９ ３） １６ 一
1-3型压电复合材料及其研究进展
1-3型压电复合材料及其研究进展
赵寿根;程伟
【期刊名称】《力学进展》
【年(卷),期】2002(032)001
【摘要】1-3型压电智能复合材料是由一维连通的压电相平行排列于三维连通的聚合物中而形成的两相压电复合材料.简述了1-3型压电智能复合材料形成及其材料结构构成变化的发展历程,并从理论分析、参数辨识、数值计算和试验方法四方面阐述了宏观等效特征参数的研究状况.在此基础上对现有的制备工艺技术的优缺点进行了比较,对声学、医学、控制、航空航天等已应用和可能应用的领域的现状和发展趋势进行了回顾和展望,最后建议了1-3型压电智能复合材料今后几个较为重要的研究方向.
【总页数】12页(P57-68)
【作者】赵寿根;程伟
【作者单位】北京航空航天大学固体力学研究所,北京,100083;北京航空航天大学固体力学研究所,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.循环荷载下1-3型水泥基压电复合材料的力电响应 [J], 张峰; 冯鹏举; 王腾; 陈江瑛
2.1-3型压电复合材料温度稳定性研究 [J], 陈沉;李凤莲;王洵之;李伟东;曾德平
3.1-3型压电复合材料研究进展 [J], 王嘉程;王丽坤;仲超
4.压电相含量和聚合物性能参数对1-3型压电复合材料压电性能影响的有限元模拟[J], 赵旭;张浩;曾涛;白建峰
5.具有良好温度稳定性的1-3型PZT/epoxy压电复合材料 [J], 周春鸣;张家良;曹月;苏文斌
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新型水泥基压电传感器的基本性能研究
新型水泥基压电传感器的基本性能研究杨晓明;李宗津【摘要】开发一种可用于土木工程监测的水泥基压电传感器.该传感器是采用特制的封装材料将压电陶瓷片粘结在两个水泥立方体间而制成的.通过频率扫描及幅值扫描两种加载制度对传感器的频率独立性、线性度等基本性能进行测试,并通过复杂荷载、随机荷载及方波荷载对该传感器的性能进行进一步验证.试验结果表明本文提出的水泥基压电传感器在土木工程结构的自振频率范围内具有很好的频率独立性,同时在传感器输出幅值和输入荷载幅值间存在高度的线性关系,能够准确反映各种复杂荷载.由此可知,本文开发的水泥基压电传感器适用于土木工程结构的性能监测.%A novel cement-based piezoelectric sensor was developed in this paper. The sensor was made by bonding between two cuboids of hardened cement paste with a commercially available piezoelectric ceramic plate which is sensing element using a new adhesive developed during the fabrication of sensor. The frequency response and linearity of the sensor were tested by frequency sweep and amplitude sweep load schemes. And then the complex load, random load and square load were applied to observe the performance of the sensors. From the test results it has been found that the sensor showed a good frequency independency in the common frequency range of a civil engineering structure and the output of sensor was linearly corresponding to the input of sensor,which was illuminated further in the following experiments including complex load, square load and random load. So, there is a good potential for such a sensor to be used in structural performance monitoring.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】6页(P349-354)【关键词】压电传感器;水泥基;试验;频率独立性;线性度【作者】杨晓明;李宗津【作者单位】辽宁工程技术大学建筑工程学院,辽宁阜新123000;香港科技大学土木及环境工程学系,香港九龙清水湾【正文语种】中文【中图分类】TP212.9随着社会经济的发展，土木工程结构的安全使用愈来愈受到重视。
水泥基压电智能器件特性分析的开题报告
水泥基压电智能器件特性分析的开题报告一、研究背景与意义智能材料是当前材料学研究的重点之一，其中压电材料作为一种兼具机电耦合效应的智能材料备受瞩目。
在建筑领域，水泥基材料是一种普遍应用的材料，因其硬度高、强度大、稳定性好等特点，广泛用于建筑结构中。
因此，将压电材料与水泥基材料结合，制成压电智能器件，不仅可以兼顾结构强度和智能化，而且还拥有极高的应用价值。
本研究旨在分析水泥基压电智能器件的特性，并为其进一步的应用提供理论基础。
二、研究内容及方法研究内容：（1）分析水泥基压电智能器件的组成结构及原理；（2）探究水泥基压电智能器件的电学性能及其与物理性能的关系；（3）研究水泥基压电智能器件的力学性能及其对结构力学行为的影响；（4）探究水泥基压电智能器件的耐久性及其在不同环境下的应用特性。
研究方法：（1）实验法：设计并制备水泥基压电智能器件，测试其电学、力学、耐久性等性能，并通过实验结果分析器件特性。
（2）仿真模拟法：采用有限元分析软件对水泥基压电智能器件的结构性能进行仿真模拟，并对仿真结果进行分析。
（3）数学统计法：对实验结果进行数据处理和统计分析，得出水泥基压电智能器件各项性能的相关参数，并对其特性进行全面评价。
三、预期研究成果通过对水泥基压电智能器件的特性分析，预期得出以下成果：（1）确定水泥基压电智能器件的电学特性、力学特性及耐久性等性能参数；（2）探究水泥基压电智能器件在不同载荷和环境下的性能表现；（3）总结水泥基压电智能器件的特点和应用前景，并为其在工程实践中的应用提供理论参考。
四、研究工作计划及进度安排阶段一：文献综述，调研水泥基压电智能器件的研究历程、现状及应用前景（2周）。
阶段二：设计并制备水泥基压电智能器件，并进行电学测试（4周）。
阶段三：基于有限元仿真软件对器件的结构进行仿真模拟，并分析仿真结果（3周）。
阶段四：测试并分析器件的力学性能及耐久性等特性（4周）。
阶段五：数据处理和统计分析，撰写毕业论文，并进行答辩（7周）。
光伏压载预制水泥块设计
光伏压载预制水泥块设计随着可再生能源的快速发展，光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛关注。
为了提高光伏发电的效率和可靠性，光伏压载预制水泥块应运而生。
本文将介绍光伏压载预制水泥块的设计原理、优势以及应用前景。
光伏压载预制水泥块是一种将光伏电池板与水泥块结合的创新设计。
其设计原理是将光伏电池板嵌入水泥块内部，使其与水泥块紧密结合，形成一个整体。
这种设计可以有效地保护光伏电池板，提高其抗风、抗震和抗冲击能力，同时还可以利用水泥块的质量来增加光伏系统的稳定性。
光伏压载预制水泥块的优势主要体现在以下几个方面。
首先，由于光伏电池板与水泥块紧密结合，可以有效地防止光伏电池板受到外界环境的损害，延长其使用寿命。
其次，水泥块具有良好的导热性能，可以帮助光伏电池板散热，提高其发电效率。
此外，光伏压载预制水泥块还可以利用水泥块的重量来增加光伏系统的稳定性，减少因风力或地震等外力引起的损坏风险。
光伏压载预制水泥块的应用前景广阔。
首先，它可以广泛应用于建筑物的外墙、屋顶等空间，充分利用建筑物的空间资源，提高光伏发电的规模和效益。
其次，光伏压载预制水泥块还可以应用于道路、桥梁等基础设施建设中，为城市的可持续发展做出贡献。
此外，光伏压载预制水泥块还可以应用于农业温室、工业园区等领域，为农业生产和工业发展提供清洁能源支持。
光伏压载预制水泥块作为一种创新设计，具有重要的意义和广阔的应用前景。
它不仅可以提高光伏发电的效率和可靠性，还可以为建筑、基础设施和农业等领域的可持续发展做出贡献。
相信随着技术的不断进步和应用的推广，光伏压载预制水泥块将在未来发挥更加重要的作用，为人类创造一个更加清洁、绿色的生活环境。
碳黑改性0-3型水泥基压电复合材料的性能
Ａｂｓｒ ｃ ：０— ｃ ｍｅ — ｓ ｄ ｉ ｚ ｅ ｅ ｔ ｉ ｏ ｔａ ｔ —３ ｅ ｎｔｂａ ｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒｃ ｃ ｍｐｏ ｉｅ ｒ ｅ ａ ｅ ｉ ｓ ｐ ａ ｕｍｉ ｔ ｃ — ｓ ｔ ｓ ｗｅ ｅ ｐｒ ｐ ｒ ｄ ｕｓｎｇ ｕｌ ｈｏ ｌ ｎａ ｅ ｅ
ｍｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｌｃ ｉ ｃｒｍｉ Ｅ ． ８Ｐ （ ｉ４ ３ ） ・ ． ７ ｂ Ｏ ０ ４ Ｐ Ｚ Ｏ３ ｓ ａ ｔ— ｎ ｄｐｅ ｅｅｔ ｃ ｅａ ｃ ０ ０ ｂ Ｌｌ ／ Ｏ ０ ４ Ｐ Ｔｉ ３・ ． ５ ｂ ｒ ］ａ ｗ ｍａｅ ａ ｚ ｒ ／Ｎｂ ４ ｒ
ｒａ ｓ ｂ ｏ ｐ ｅ ｓｎｇ ｔ ｃ ｎｉ ｕｅ ｉ ｌ ｙ ｃ ｍ ｒ ｓ ｉ ｅ ｈ ｑ ．Ｔｈｅ ｉ ｆｕｅ ｅ ｆｃ ｒ ｏｎ ｂｌ ｃ ｏｎ ｅ ｔｏ ｔ ｅ ｐ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒｃ ａ — ｎ ｌ ｎｃ ｓｏ ａ ｂ ａ ｋ ｃ ｔ ｎ ｎ ｈ ｉ ｚ ｅ ｅ ｔｉ ｎｄ ｄｉ
碳 黑 改性 ０ —３型 水 泥 基 压 电 复 合 材 料 的 性 能
李 雪 ， 黄 世峰 ， 刘福 田 ， 徐 东宇
（ 济南 大学 材 料科 学 与工 程学 院 ， 山东 济南 ２ ０ ２ ） ５ ０ ２
摘 要 ：以铌 锂 锆 钛 酸 铅 （ Ｌ 压 电 陶 瓷 为 功 能 相 ， 铝 酸 盐 水 泥 （ Ａ 为 基 体 ， 用 压 制 Ｐ Ｎ） 硫 Ｓ Ｃ） 采
ＬＩＸｕ ｅ。 Ｈ ＵＡＮＧ ｈ — ｅ ｇ ， Ｌ＿ Ｆｕ ｔａ ＸＵ ｎ — ｕ Ｓ ｉｆ ｎ 『 Ｕ —ｌｎ， Ｄｏ ｇ ｙ
0-3型水泥基压电传感器动力特性研究
中图分类号 ： Ｕ３ １ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ
压 电复合材料为智能结构设计 开辟 了全新 的可能性 ， 已成为 作和个别参数 的测定方面 ， 对于水泥基压 电复合材料机 敏器件 的
现代工程材料的重要分 支。随着智 能材料 与结 构在 土木工程 中 力学性能研究非常有限。本 文建立 ０３型水泥基压 电传感器简化 — 给出理论分析方法 。 的发展 ， 结构健康检测和结构振动主动控制 受到人们越来越 多的 分析模型 ，
［］ 卓 尚木 ， １ 季直仓 ， 昌志． 筋混凝 土结 构事故 分析与加 固 卓 钢
［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ，９ ７ １９ ． ［ ］ 万墨林 ， ２ 韩继云． 混凝土结构加 固技 术 ［ ． 京： Ｍ］北 中国建筑
工 业 出版 社 ．９ ５． １９
轴 向力并通过 与构件 的结合点 （ 撑点 和杆端锚 固点 ） 递给 被 下 传 ［］ 朱绿竹 ， ３ 张艳茹． 钢筋混凝土保护层 的作 用与施 工控制 ［］ Ｊ． 加 固构件 ， 抵消 了部分外荷 载 ， 改变 了原构 件截 面内力特征 ， 而 从
山 西建 筑 ，０ ９ ３ （５ ：３—３ ． ２ ０ ，５ １ ） １６１７
提高 了构件的承载能力 ， 法能 降低被 加 固构 件 的应 力水平 ， 该 不 ［ ］ 吕西林 ． ４ 建筑结构加 固设计［ ． Ｍ］ 北京 ： 学 出版社 ，０ １ 科 ２０ ． 仅使加 固效果好 ， 而且还 能较大 幅度地 提高结 构整体 承载力 ， 但
导电混凝土
导电混凝土研究现状导电混凝土是一种新型的混凝土, 其基本原理是导电材料部分或全部取代混凝土中的普通骨料,它是具有符合规定的电性能和一定的力学性能的特种混凝土。
导电混凝土具备热和电的感知和转换能力, 这就使得它不仅能作为一种建筑承载材料使用, 而且还将在电工、电子、电磁干扰屏蔽、防静电、电加热器、钢筋阴极保护、建筑地面采暖、路面除冰融雪等方面发挥重要作用。
因此关于导电混凝土的研究受到越来越广泛的关注。
1. 导电相骨料导电混凝土的导电相骨料应具有必需的导电性、足够的机械强度和温度稳定性。
同时应能在组分局部过热时具有抗氧化作用, 它不应与胶凝材料发生化学反应, 导电相与胶凝材料的线膨胀系数值应相近, 导电相的导电性对温度的依赖性应最小。
所以, 并非所有电阻率低的导电材料均适宜作导电相材料。
试验表明, 在众多的导电材料中, 碳质骨料最适宜作为导电混凝土的骨料, 现在研究最多的也就是碳纤维导电混凝土和石墨导电混凝土。
导电材料可取代部分骨料掺入或作为单独组分直接掺入。
根据导电相骨料在混凝土中取代的成分不同,导电相骨料常分为导电相细骨料和导电相粗骨料。
2. 电极设计在导电混凝土的应用中, 主要的测量和测控参数是材料的电阻值, 电极是联系被测试样和测试仪表的桥梁。
因此电极电阻率的大小、与被测试样及外导线接触良好与否及在使用中的耐久性等, 都直接关系到测试结果的精确度和真实性, 所以电极设计就显得尤为重要。
一般地, 测试电阻值主要是由试件电阻、电极电阻、电极与试件间的接触电阻以及电极与外引导线间的接触电阻四部分组成。
可以使用的电阻按其形状分有: 布状电阻(如石墨布) , 片状电阻(如铜片) , 线状电阻(如铜丝) ; 按其与混凝土的连接方式可分为: 外粘式和预埋式。
研究证明, 表面涂导电胶, 上压贴铜导线和石墨布, 然后固化所得到的电极测试电阻值是最小的, 且结果变动系数也不大, 同时也不破坏试件的完整性。
3. 导电混凝土的主要性能指标(1) 强度。
水泥基压电复合材料的制备及其性能研究
但具有 感知功 能 ，而且 具有驱动功 能 ，其制备 工艺简单 ，造 价低 ，非常适 合于 土木工程领域 中智 能材料 的发展需要 ，因此 ，研 究与 开发该类 压电复合材 料对于推 动各类土木 工程结构 向
智 能化方向发展有 着广泛 的工程应用 意义和学 术价值 。本 文采用压制成 型法和切割 … 填充 法分别先 备了０ ３ ０ — 型和 １ ３ — 型水泥基 压电复合材料 ，重 点研 究了其压电性 能和介 电性能 。
０ 引 言
水 泥基 压 电 智 能 复合 材 料 是 近 年 来 才 刚 刚 发 展 起 来 的一 种 新 型 的功 能 复 合 材 料 。在 各 类 建 筑
向 智 能化 发 展 的 背景 下 ，人 们 愈 加 重 视 水 泥 基 复
大 大 提 高 压 电 机 敏 材 料 的传 感 精 度及 驱 动 力 。因
究 了该 复 合 材 料 的 机 电性 能 和 机 械性 能 ， 目的 是
机 粘 合 剂 的加 入 必 然会 给 极 化 带 来 困难 。另 外 ， 这种 方 法制 备 的试 样 往 往 含 有 大 量 气 孔 ，会 导致 极化 困难 ，影 响 复合材 料性 能 的提高 。
为 消 除 结 构 缺 陷 对 复 合 材 料 性 能 的影 响 ， 本 研 究 采 用 压 制 成 型 方 法 ，来 提 高 水 泥 基 压 电 复 合 材料 的 致 密 度 ； 以快 硬 早 强 的 硫 铝 酸 盐 水 泥 为基 体 制 备水 泥基 压 电复合 材料 。 原料 ：硫 铝酸 盐 水泥 ，其 性 能 如 表 １ 示 ，压 所
关键词 ：水泥基压 电复合材料 ；压 电性 能 ；介 电性能
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ １ Ｐ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ — １４ ２１ ） （ ） ｏ ７ ０ ９ ０ （ ０ １ ６ 上 －ｏ ９ － ４ ０ ３
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表2 纯陶瓷与两种基体复合材料的机电耦合及声阻抗性能比较
纯陶瓷 聚合物基 水泥基
Kt /% 37.79 61.91 57.97
Qm 27.67 22.07 14.24
f / kHz 15.9 22.87 44.43
Z / M rayl 35.32 19.20 21.55
通过对比可以看出：相对于纯陶瓷，两种基体压电复合材料 的厚度机电耦合系数kt和频带宽度f均有较大程度的增大，而 机械品质因数Qm和声阻抗Z均减小。 通过表1和表2的性能观察研究，我们发现聚合物基和水泥基 都对压电材料有改善作用。
2.配合比对压电复合材料性能的影响
水泥的质量分数分别为5 %，15 %，30 %，45 %，50 %，60 %
配合比% 5 15 30 45 50 60
Kp /%
43.14 42.44 41.72 49 55.29 55.29
C/pF
132 129 128 127 122 121
fp / kHz
440.031 440.031 360.033 450.031 460.031 457.031
1-3型水泥聚合物压电复合材 料的制备及应用
主要内容
研究背景与意义
1-3型水泥压电复合材料的概念与制备 1-3型水泥聚合物压电复合材料的提出 研究展望
一、研究意义
目前，工程建筑实施在线健康检测和预报已引 起人们广泛关注，但是传统的智能材料与混凝 土存在着非常明显的相容性问题，如声阻抗匹 配、界面粘结性等问题。制约了土木工程结构 的智能化发展。新研究的1-3型水泥基压电复合 材料虽然集中了各相的材料的优点，互补了单 相材料的缺点，解决了材料声阻抗匹配、界面 粘结性等问题，但是其与混凝土的相容性仍然 存在着问题。因此，我们对1-3型水泥基压电复 合材料进行了广泛的研究和改性.
fs /kHz
347.533 355.033 307.534 372.533 375.033 372.533
确定水泥和聚合物的比例为 1：1
纯陶瓷与三种基体复合材料的压电及介电性能比较
d33 /PC· -1 g33 /mV· N-1 εr N m· 纯陶瓷 聚合物基 水泥基 聚合物/水 泥基 401.17 259.33 206.00 280.25 25.4 30.1 31.2 39.9
d33 /PC· N-1 g33 /mV· N-1 εr m·
tan 0.036
纯陶瓷
聚合物基 水泥基
401.17
259.33 206.00
25.4
30.1 31.2
1790 0.016
974 1400 0.319
通过比较可以看出：与纯陶瓷相比，两种基体复合材料的压 电应变常数d33和相对介电常数εr均有不同程度的减小，而压 电电压常数g33和介电损耗tan 均增大。由此可以，看出压电 复合材料相对于纯陶瓷具有一定的优势。
纯陶瓷与三种基体复合材料的机电耦合及声阻抗性能比较
Kt /% 纯陶瓷 聚合物基 37.79 61.91
Qm 27.67 22.07
f / kHz 15.9 22.87
Z / M rayl 35.32 19.20
水泥基
聚合物/水 泥基
57.97
63.13
14.24
10.16
44.43
49.96
21.55
二、1-3型水泥基压电复合材料的概念与 制备工艺
概念：1-3型压电复合材料是由一维连通的压电陶瓷 相平行排列于三维连通的水泥等基体中而形 成的压电复合材料。 制备工艺（切割-浇注法）
1-3型水泥基压电复合材料
三、1-3型水泥聚合物基压电复合材料的 提出
1.不同基体的压电复合材料比较
表1 纯陶瓷与两种基体复合材料的压电及介电性能比较
四、研究展望
（1）开发连接型 按压电陶瓷相和聚合物相在复合材料中 的分布状态，可将压电复合材料根据不同 的方式组合，开发新有特殊功能的复合材 料。 （2）开发压电器件 运用压电复合材料开发器件，例如水听 器、压电传感器、热释电传感器、非均匀 振动换能器等。
tan
1790 0.016 974 0.036
1400 0.319 795 0.069
比较可以看出：相对于聚合物和水泥基压电复合材料，聚合物/水泥基压 电复合材料的压电应变常数d33和压电电压常数g33均有所增大，而相对介电 常数ε r明显减小。可以说，在压电和介电方面，相比之下聚合物/水泥基 压电复合材料更具优点。
20.38
水泥基压电复合材料其声阻抗只有与土木工程的主体材料混凝土相匹配时 才能更好的应用在该领域，因此要不断的减小复合材料的声阻抗。由于聚 合物本身声阻抗较小，所以聚合物/水泥基压电复合材料的声阻抗介于聚 合物基压电复合材料和水泥基压电复合材料之间。
结论
水泥聚合物基压电复合材料克服了压电复 合材料与混凝土的相容性，其响应速快， 传感精度高，耐久性好，性能稳定。在水 泥中掺加聚合物可以增强水泥基体与压电 陶瓷的结合强度，提高1-3型水泥基压电复 合材料的柔韧性和整体性能，因此，添加 聚合物的1-3型聚合物/水泥基压电复合材料 必然会比1-3型水泥基压电复合材料更具有 实用价值。