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。
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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。
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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。