[发明专利]一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法、胶凝复合材料及其应用

权利要求书

1.一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：具体步骤如下所示：

（1）破碎：将含钛高炉渣破碎粉磨至粉末状；

（2）混合均匀：将步骤（1）得到的粉末状含钛高炉渣与铅和锆的金属氧化物混合均匀得到多元体系混合物；

（3）改性重构过程：第一阶段在600℃-768.8℃下保温0.5-1.5 h，第二阶段加速升温至800-910℃保温1.5-2.5 h，第三阶段随后降温至700℃-768℃下保温1.0-2.5 h，而后随炉冷却至室温，得到同时含压电相和凝胶相的胶凝复合材料；

其中，所述压电相为PbZr_xTi_1-xO₃，0x1，所述凝胶相为Ca₂MgSi₂O₇。

2.根据权利要求1所述的一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述多元体系混合物Pb、Zr、Ti三种元素的摩尔比为Pb:Zr:Ti=1.1:0.52:0.48。

3.根据权利要求2所述的一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：步骤（2）中，铅和锆的金属氧化物分别为PbO、ZrO₂。

4.根据权利要求1所述的一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：所述含钛高炉渣中TiO₂的质量分数为大于20%。

5.根据权利要求1所述的一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：步骤（3）中，第一阶段在700℃下保温1 h，第二阶段加速升温至800-910℃保温2 h，第三阶段随后降温至750℃下保温1 h，而后随炉冷却至室温，得到同时含压电相和凝胶相的胶凝复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种制备具有压电性能的胶凝复合材料的方法，其特征在于：所述第一阶段的加热速率为5-10℃/min所述第二阶段的加热速率≥10℃/min，所述第三阶段的降温速率为5-10℃/min。

7.一种权利要求1-6任意一项方法得到的具有压电性能的胶凝复合材料，其特征在于：胶凝复合材料中含有压电相和凝胶相，其中，所述压电相为PbZr_xTi_1-xO₃，0x1，压电相占据体系总质量的50-60%，所述凝胶相为Ca₂MgSi₂O₇，凝胶相占据体系总质量的8-15%。

8.一种权利要求7所述具有压电性能的胶凝复合材料在水泥混凝土中的应用。

9.一种权利要求7所述具有压电性能的胶凝复合材料在建筑物、道路、桥梁结构的无损实时健康检测中的应用。