论文部分内容阅读
建筑结构在服役期间,由动态环境载荷引起的持久性反复作用的振动对结构产生动力冲击作用,使构件疲劳,降低建筑结构的强度和稳定性,实现振动能的收集和耗散对解决动载荷下振动的危害问题具有重要意义。压电智能材料利用压电材料独特的机／电转换特性,可实现对结构动态变化的监测进而反馈实现主动振动控制,同时在以上机电转化过程中直接消耗机械能抑制结构振动。高性能无铅压电材料Ba(Ti0.8Zr0.2)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-xBCT)电学性能优越,其陶瓷块体的d33高达620pC/N,且成份不含铅,绿色环保。本文围绕0.5BZT-0.5BCT压电材料制备了纳米发电机和0-3型压电阻尼体系,以柔性0.5BZT-0.5BCT压电纤维构建压电-聚合物复合材料,能实现大应变更好的适应动态冲击,同时可通过电学信号输出感知构件所受动态应力／应变,不受温度、位置等条件限制实现减振,是实现振动控制和利用的重要方法,对其输出特性与阻尼性能重点研究,主要内容如下：(1)静电纺丝法制备0.5BZT-0.5BCT压电纤维工艺研究。研究了纤维定向排列的工艺制备方法；通过压电力显微镜(PFM)测试研究了单根纤维的压电、铁电性,及其内部的自发极化现象。(2)基于0.5BZT-0.5BCT压电纤维的纳米发电机器件结构与输出性能关联性研究。制备了电极布置不同的器件,研究了其不同形变时的电压、电流、功率等电学输出信号的变化规律,探讨了器件结构对机械能/电能转换效率的影响机理。(3) 0.5BZT-0.5BCT/环氧树脂0-3型压电复合材料的机械能的耗散研究。以0.5BZT-0.5BCT为压电功能相、乙炔黑为导电相、环氧树脂为基体制备了0-3型压电复合材料,研究了不同的压电相含量、激励频率、加载力对复合体系的阻尼性能的影响规律,分析了压电复合材料的减振阻尼机理。