[發明專利]一種壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310431261.4
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103508714A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 徐東宇;黃世峰;郭曉景;程新
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B14/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料，其特征在于該材料由1-3型壓電復合材料、碳纖維導電材料構成，采用二次切割-澆注成型工藝，所引入的壓電陶瓷以柱狀形式排列于水泥、環氧樹脂和固化劑構成的基體材料中，碳纖維分散于基體材料當中。

2.根據權利要求1所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料，其特征在于壓電復合材料為1-3型壓電陶瓷復合材料，所述壓電陶瓷功能體為經過極化處理后的鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛、鈮鎂鋯鈦酸鉛、三元系壓電陶瓷或無鉛壓電陶瓷中的一種，壓電陶瓷占智能阻尼材料的體積分數為30%-70%。

3.根據權利要求1所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料，其特征在于壓電復合材料為1-3型壓電陶瓷復合材料，所述水泥為硅酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽系列水泥或磷鋁酸鹽系列水泥中的一種，水泥占水泥、環氧樹脂和固化劑三者混合物的質量分數為20%-60%。

4.根據權利要求1所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料，其特征在于壓電復合材料為1-3型壓電陶瓷復合材料，所述環氧樹脂為雙酚A型、雙酚F型或雙酚S型中的一種或幾種的混合物，固化劑為胺類固化劑，環氧樹脂和固化劑的混合物占水泥、環氧樹脂和固化劑三者混合物的質量分數為40%-80%。

5.根據權利要求1所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料，短切碳纖維占水泥、環氧樹脂和固化劑三者混合物的質量分數為1%-10%。

6.一種壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

（1）將壓電陶瓷塊固定在平面基座上，采用切割劃片機在垂直于壓電陶瓷塊極化軸的面上，沿長度或寬度方向依次準確切割出系列壓電陶瓷片，切割過程中不將整個陶瓷塊切透，留下一定厚度底座，從而防止陶瓷柱的散落破損；

（2）將切割陶瓷坯體置于超聲波清洗機中，超聲清洗去除坯體中的陶瓷殘渣，然后取出坯體晾干并固定于澆注模具中；

（3）分別稱取一定比例的水泥、碳纖維、環氧樹脂與固化劑、先將水泥與環氧樹脂混合并攪拌均勻，然后加入碳纖維并繼續攪拌，最后加入固化劑并進行抽真空處理；

（4）將真空處理后的混合物注入裝有壓電陶瓷坯體的模具中，然后常溫固化48h；

（5）將固化后的坯體固定在平面基座上，采用切割劃片機在垂直于第一次切割方向上進行二次切割，切割尺寸和第一次切割時相同或者不同，切割底座厚度和第一次切割時底座厚度一致；

（6）重復步驟（2）-（4）；

（7）采用SiC或Al₂O₃磨料對固化后的壓電陶瓷坯體上下兩個表面打磨，待兩面全部露出壓電陶瓷柱后，即制得壓電復合材料和水泥復合的壓電智能阻尼材料。

7.如權利要求6所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料的制備方法，其特征在于切割底座厚度0.5-3mm。

8.如權利要求6所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料的制備方法，其特征在于超聲清洗時間為15-30分鐘。

9.如權利要求6所述的壓電復合材料與水泥復合的智能阻尼材料的制備方法，其特征在于抽真空處理時間10-20分鐘。