[发明专利]一种电缆外部压力检测用复合压电材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种电缆外部压力检测用复合压电材料及其制造方法，该复合压电材料由以下重量份原材料制成：含溶质30‑35份的聚偏氟乙烯溶液、(改性PbTiO₃)3份‑5份、[Pb(Zr0.3Ti0.7)O₃]2份‑3份、石墨烯3份‑5份、磺酰氨基附着力促进剂0.5份‑1份、{Pb_0.95Cr_0.02Ca_0.03[(Ni_1/3Nb_2/3)_0.5·Zr_0.2·Ti_0.3]O₃}8份‑10份、铝铬中间合金锭10份‑15份。本发明的电缆外部压力检测用复合压电材料抗酸、碱、盐雾、大气腐蚀、耐高温、机械性能好、抗冲击能力强。

技术领域

本发明涉及电气材料领域，尤其涉及一种电缆外部压力检测用复合压电材料及其制造方法。

背景技术

电缆用以传输电(磁)能，信息和实现电磁能转换的线材产品，在现代工业及人们的日常生活中发挥着极其重要的作用，因此，电缆的经常失效也会带来很大的负面影响，而随着现代电缆应用得更加广泛，因此产生的失效案例也比比皆是。

电缆失效尽管看上去好像有很多原因,但是实际上95％以上的电缆都是由于以下三个原因而失效：1、机械损伤：电缆的外护套经常被撕裂或压裂，没有开裂的护套表面有毛边或磨擦痕迹；护套外部无损伤痕迹，但是电缆内部的导线绝缘层出现部分或全部破裂。如不是完全失效，将导致漏电，跳闸和停机可能产生原因分析：尖锐的岩石、矿山塌方、绞车电缆卷筒边缘锋利和超负荷。2、弯曲半径超出推荐值：当电缆被弯曲且其弯曲半径远小于制造商推荐的弯曲半径时，电缆内部元件容易形成机械损伤。3、拧结：拧结最初是由结环造成的，大多数情况下是在从固定的卷筒上拉拽电缆时发生的，并且不易解除。拧结会导致永久性的弱点。

事实上，我们可以发现，这三种失效原理，均可以通过在电缆表面设置较长距离的线型压力检测装置来预防或失效后寻找失效点，但现有技术中，由于压电材料本身居里温度的限制及几乎所有敏感的压电材料均为晶体，脆性大而膨胀系数小，导致与电缆的使用环境完全无法匹配。电缆表面一直暴露在外界，且受风力等机械力很多且无规律，因此，现有技术中无法应对酸、碱、盐雾、大气腐蚀及低强度、不耐冲击的常规压电材料根本无法实现对电缆表面力的实时监控。

因此，市场上需要一种抗酸、碱、盐雾、大气腐蚀、耐高温、机械性能好、抗冲击能力强的复合压电材料。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种抗酸、碱、盐雾、大气腐蚀、耐高温、机械性能好、抗冲击能力强的电缆外部压力检测用复合压电材料及其制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种电缆外部压力检测用复合压电材料，由以下重量份原材料制成：含溶质30-35份的聚偏氟乙烯溶液、改性PbTiO₃ 3份-5份、Pb(Zr_0.3Ti_0.7)O₃ 2份-3份、石墨烯3份-5份、磺酰氨基附着力促进剂0.5份-1份、Pb_0.95Cr_0.02Ca_0.03[(Ni_1/3Nb_2/3)_0.5·Zr_0.2·Ti_0.3]O₃ 8份-10份、铝铬中间合金锭10份-15份；其中，所述改性PbTiO₃具体为通过Ca、Co改性的抗振动PbTiO₃晶体，该复合压电材料的制造方法包括以下步骤：

1)生产前准备