納米PZT粉體制備及PZTCNT水泥復(fù)合材料壓電傳感性能探究的開題報告

納米PZT粉體制備及PZTCNT水泥復(fù)合材料壓電傳感性能探究的開題報告一、選題背景及意義隨著人們對科技的不斷追求和發(fā)展，納米材料的應(yīng)用越來越廣泛。納米材料具有其它材料所不具備的優(yōu)異性能，如巨磁電效應(yīng)，巨壓電效應(yīng)，充當(dāng)熒光探針等，同時還可以用作生物醫(yī)藥、電子、光電和機械制備領(lǐng)域。其中，納米PZT具有較好的壓電性能，因此在傳感器領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。納米PZT粉體制備可通過多種方法，如溶凝膠法、水熱法、溶劑熱法等制備方法。PZTCNT水泥復(fù)合材料是以碳納米管為填料，與水泥材料混合制成的高壓電性能材料，其具有巨壓電效應(yīng)和強的耐久性，因此在結(jié)構(gòu)傳感器、智能結(jié)構(gòu)和聲發(fā)射檢測等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。本研究將以納米PZT粉體制備及PZTCNT水泥復(fù)合材料壓電傳感性能探究為主題，旨在研究納米PZT粉體的制備方法、納米PZT粉體的結(jié)構(gòu)表征，并采用合適的方法制備PZTCNT水泥復(fù)合材料，并對其壓電傳感性能進(jìn)行研究，以探究其實際應(yīng)用價值。二、研究內(nèi)容及方法1、制備納米PZT粉體。采用溶膠凝膠法制備納米PZT粉體，對其形態(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。選取不同制備參數(shù)，如不同濃度的前驅(qū)體、不同繃度下的沉淀物等，研究其對制備納米PZT粉體的影響。2、制備PZTCNT水泥復(fù)合材料。采用適宜的方法，將納米PZT粉體與CNT等復(fù)合填料加入到水泥中，制備PZTCNT水泥復(fù)合材料，并優(yōu)化其配比、制備工藝等。3、表征和測試。對制備的PZTCNT水泥復(fù)合材料進(jìn)行多方位表征，如壓電性能測試、XRD、SEM等方法，探究納米PZT粉體對其壓電傳感性能的影響。三、預(yù)期研究成果1、成功制備出納米級別的PZT粉體和PZTCNT水泥復(fù)合材料。2、探究納米PZT粉體對PZTCNT水泥復(fù)合材料的壓電傳感性能影響和機理，并獲得可參考的實驗數(shù)據(jù)。3、研究成果的推廣應(yīng)用，如智能傳感器、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等在工程領(lǐng)域的應(yīng)用。四、研究難點1、納米級別的PZT粉體制備難度大，需要選取合適的制備方法和參數(shù)。2、CNT的填充比例需要進(jìn)行數(shù)值優(yōu)化以達(dá)到最佳的壓電傳感性能。3、對制備好的PZTCNT水泥復(fù)合材料進(jìn)行全面表征和測試，需要選取并開發(fā)合適的檢測手段。五、研究進(jìn)度計劃1、項目啟動：制定項目計劃，進(jìn)行文獻(xiàn)檢索。2、PZT粉體制備：選擇制備方法，檢驗制備參數(shù)，制備出納米級別的PZT粉體。3、CNT與PZT的復(fù)合與水泥材料中加工：探究CNT與PZT的不同填充比例，進(jìn)行相應(yīng)數(shù)值優(yōu)化，并將復(fù)合填料加入到水泥中加工，制備出PZTCNT水泥復(fù)合材料。4、多方位表征和測試：采用多種表征手段，對制備好的PZTCNT水泥復(fù)合材料進(jìn)行表征和測試。5、成果總結(jié)：對研究成果進(jìn)行分析總結(jié)，并撰寫課題研究報告。六、預(yù)算及投入資源1、預(yù)計經(jīng)費：15萬元，用于試驗耗材、測試儀器和實驗室設(shè)施等。2、實驗室條件：需要配備適宜的實驗室條件