[發明專利]一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法、膠凝復合材料及其應用

有效

• 申請號: 202110471834.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113135754B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 呂輝鴻;季益龍;代兵;楊賢峰;雷昭;武杏榮;李遼沙
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/624;C04B18/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

1.一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：具體步驟如下所示：

（1）破碎：將含鈦高爐渣破碎粉磨至粉末狀；

（2）混合均勻：將步驟（1）得到的粉末狀含鈦高爐渣與鉛和鋯的金屬氧化物混合均勻得到多元體系混合物；

（3）改性重構過程：第一階段在600℃-768.8℃下保溫0.5-1.5 h，第二階段加速升溫至800-910℃保溫1.5-2.5 h，第三階段隨后降溫至700℃-768℃下保溫1.0-2.5 h，而后隨爐冷卻至室溫，得到同時含壓電相和凝膠相的膠凝復合材料；

其中，所述壓電相為PbZr_xTi_1-xO₃，0x1，所述凝膠相為Ca₂MgSi₂O₇。

2.根據權利要求1所述的一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：步驟（2）中，所述多元體系混合物Pb、Zr、Ti三種元素的摩爾比為Pb:Zr:Ti=1.1:0.52:0.48。

3.根據權利要求2所述的一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：步驟（2）中，鉛和鋯的金屬氧化物分別為PbO、ZrO₂。

4.根據權利要求1所述的一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：所述含鈦高爐渣中TiO₂的質量分數為大于20%。

5.根據權利要求1所述的一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：步驟（3）中，第一階段在700℃下保溫1 h，第二階段加速升溫至800-910℃保溫2 h，第三階段隨后降溫至750℃下保溫1 h，而后隨爐冷卻至室溫，得到同時含壓電相和凝膠相的膠凝復合材料。

6.根據權利要求5所述的一種制備具有壓電性能的膠凝復合材料的方法，其特征在于：所述第一階段的加熱速率為5-10℃/min所述第二階段的加熱速率≥10℃/min，所述第三階段的降溫速率為5-10℃/min。

7.一種權利要求1-6任意一項方法得到的具有壓電性能的膠凝復合材料，其特征在于：膠凝復合材料中含有壓電相和凝膠相，其中，所述壓電相為PbZr_xTi_1-xO₃，0x1，壓電相占據體系總質量的50-60%，所述凝膠相為Ca₂MgSi₂O₇，凝膠相占據體系總質量的8-15%。

8.一種權利要求7所述具有壓電性能的膠凝復合材料在水泥混凝土中的應用。

9.一種權利要求7所述具有壓電性能的膠凝復合材料在建筑物、道路、橋梁結構的無損實時健康檢測中的應用。