一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料制造技術(shù)

一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料，其技術(shù)方案要點(diǎn)為：以無(wú)水乙醇為分散劑，將PZT、CNT、水泥的以75:1:24質(zhì)量比，采用超聲分散、干燥的方式制備成PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料。該復(fù)合材料易極化，且與建筑材料有良好的相容性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料
本專利技術(shù)涉智能材料
，具體涉及一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料。
技術(shù)介紹
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，許多大型復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)得以興建，如超大跨橋梁、用于大型體育賽事的超大跨空間結(jié)構(gòu)、超高層建筑、大型水利工程、海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)以及核電站建筑等，它們的使用期長(zhǎng)達(dá)幾十年、甚至上百年，環(huán)境侵蝕、材料老化和荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)、疲勞與突變等災(zāi)害因素的耦合作用將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的損傷積累和抗力衰減，從而在極端情況下引發(fā)災(zāi)難性的突發(fā)事故。為了保障結(jié)構(gòu)的安全、可靠，許多在役重大工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施急需采用有效的手段監(jiān)測(cè)和評(píng)定其安全狀況；新建的大型結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施在總結(jié)過(guò)去經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增設(shè)了長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的服役安全狀況。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)已成為國(guó)際土木工程領(lǐng)域的前沿研究方向。PZT是一種具有較高的的居里溫度、壓電系數(shù)，易于摻雜改性，具有較好的穩(wěn)定性的壓電陶瓷材料，是在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)重點(diǎn)考慮的使用材料之一。但是，難以極化的工藝特點(diǎn)以及與建筑材料的相容性極大地制約其在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。CNT則是一種具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)、場(chǎng)發(fā)射特性、電學(xué)性能、化學(xué)與電化學(xué)性能的納米材料；水泥是建筑中應(yīng)用的最廣泛的的膠凝材料材料之一；不能預(yù)計(jì)，PZT、CNT、水泥復(fù)合所形成的復(fù)合材料將擁有許多結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)需要的特性，這也將是智能材料一個(gè)重要發(fā)展的方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、與建筑結(jié)構(gòu)相容性良好的智能材料。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)技術(shù)方案是：PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料的PZT、CNT、水泥的質(zhì)量比為75:1:24。進(jìn)一步優(yōu)選，PZT是由醋酸鉛、硝酸氧鋯以及鈦酸丁酯為原料，采用溶膠-凝膠法制備而成。進(jìn)一步優(yōu)選，CNT需要經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69％的硝酸溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5％的鹽酸以1:3的體積比配置而成混酸溶液羧基化處理。進(jìn)一步優(yōu)選，水泥采用硫鋁酸鹽水泥。本專利技術(shù)具有以下有益效果：PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料具有制備工藝簡(jiǎn)單、與建筑結(jié)構(gòu)相容性良好的特性。具體實(shí)施方式接下來(lái)對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施方式做具體說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本專利技術(shù)上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本專利技術(shù)上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本專利技術(shù)的范圍。1.PZT的制備首先，按照醋酸鉛、硝酸氧鋯、鈦酸丁酯將醋酸鉛以1:0.52：0.48物質(zhì)的量比，稱取原料，并醋酸鉛、硝酸氧鋯溶于50ml的蒸餾水中，在磁力攪拌器中攪拌0.5h形成先驅(qū)體溶液；其次，以15％的質(zhì)量濃度配置出鈦酸丁酯的乙二醇溶液；再次，將鈦酸丁酯的乙二醇溶液倒入先驅(qū)體溶液在磁力攪拌器中持續(xù)攪拌2h形成PZT溶膠；最后，將PZT溶膠烘干形成干凝膠，干凝膠在800℃條件下煅燒2h形成PZT。2.CNT的處理首先，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69％的硝酸溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5％的鹽酸以1:3的體積比配置而成混酸溶液；其次，在100ml混酸溶液加入0.5g的CNT，并在超聲攪拌2h；再次，將含有CNT的混酸溶液反復(fù)過(guò)濾、稀釋直至含有CNT的溶液PH值呈中性；最后，將CNT的溶液烘干形成CNT粉體。3.PZT、CNT與水泥的混合將PZT、CNT、水泥以75:1:24的質(zhì)量比稱取5g，以無(wú)水乙醇為分散劑，將PZT、CNT、水泥在60℃條件下超聲干燥直至無(wú)水乙醇完全蒸發(fā)形成PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料，其特征是：該復(fù)合材料PZT、CNT、水泥的質(zhì)量比為75:1:24。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料，其特征是：該復(fù)合材料PZT、CNT、水泥的質(zhì)量比為75:1:24。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材料，其特征是，所述的PZT是采用溶膠-凝膠法，以醋酸鉛、硝酸氧鋯以及鈦酸丁酯為原料制備而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PZT/CNT水泥基壓電復(fù)合材...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張美玲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：張美玲，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東,37