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无铅环保水泥基压电复合材料的设计和制造，在混凝土结构应用中实现优异的压电性能
Composites Part B: Engineering ( IF 12.7 ) Pub Date : 2023-04-20 , DOI: 10.1016/j.compositesb.2023.110750 Cheng Shi , Jinfeng Lin , Guanglong Ge , Yali Hao , Jiayue Song , Yongqi Wei , Wu Yao
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更新日期：2023-04-24
Composites Part B: Engineering ( IF 12.7 ) Pub Date : 2023-04-20 , DOI: 10.1016/j.compositesb.2023.110750 Cheng Shi , Jinfeng Lin , Guanglong Ge , Yali Hao , Jiayue Song , Yongqi Wei , Wu Yao
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复合离子掺杂策略制造无铅 BCZT 陶瓷。 BCZT陶瓷获得了优异的性能（d 33 ∼ 577 pC/N, K t ∼ 52%, T C ∼ 110 °C, d ∗ 33 ∼ 620 pm/V, ε r ∼ 1820, tanδ ∼ 0.02）。进行了原位拉曼光谱和 PFM 以揭示实现卓越性能的机制。BCZT陶瓷被制造用于水泥基压电复合材料，包括0-3、2-2和1-3类型。0-3型(50% BCZT)表现出( d 33 ∼ 46 pC/N, ε r ∼ 310 和K t ~ 18.1%)。2-2和1-3类型表现出良好的压电性能（d 33 ∼ 285 pC/N, ε r ∼ 720 and K t ∼ 33.4% for 2-2 type; d 33 ∼ 238 pC/N, ε r ∼ 485 and K t ∼ 29.5% for 1–3 type). 系统地研究了 BCZT 水泥复合材料的温度相关电性能。此外，BCZT 陶瓷专为 PCD 振动能量收集而设计和制造。获得了输出电压（~4.9 V）和输出功率（~2.4 mW）。这项工作巩固了无铅 BCZT 陶瓷和水泥基压电复合材料的重要性，并促进了它们在智能结构中的应用。
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