复合有压电陶瓷的水泥基压电复合材料，可以将环境中的机械能转换为电能。利用这一特性，可以将水泥基压电复合材料制成路面制品，将行驶车辆所施加给路面的荷载转换为可以工业化使用的电能，还可以将水泥基压电复合材料制成传感器，用于土木结构健康监测。基于这一背景，本项目开展了如下几个方面的研究工作，在压电陶瓷纤维制备工艺和理论方面，研究了塑性聚合物法制备PZT-51压电纤维的基本工艺，确定了原材料的配比，纤维挤制工艺、烧成制度和泥料中的有机物含量对PZT-51压电纤维结构和性能的影响；采用溶胶-粉末法制备了PZT-51压电纤维，研究了PZT溶胶与PZT-51预烧粉的摩尔比、PZT溶胶中的加酸量和加水量、纤维直径等对纤维性能的影响；在压电纤维与水泥基体复合方法方面，制备了0-3型水泥基压电复合材料，研究了PZT-51陶瓷颗粒粒度、颗粒级配、颗粒形状等对0-3型水泥基压电复合材料压电性、介电性和机电耦合性能的影响；制备了1-3型水泥基压电复合材料，研究了PZT-51压电纤维体积含量对1-3型水泥基复合材料压电性、介电性及机电耦合性能的影响；提出了0-3-1型水泥基压电复合材料的概念,并制备0-3-1型水泥基压电复合材料，对比了其与0-3型水泥基压电复合材料性能的差别。在高性能水泥基复合材料方面，制备了抗折强度为21MPa、抗压强度为120MPa的活性粉末混凝土。此外，本项目还应用Simplorer软件分析了水泥基压电复合材料的能量收集效果；研究了压电堆的集能理论以及压电聚合物的制备方法，发现了掺杂碳纳米管可以提高压电复合薄膜的压电性能，并探讨了其机理。 2100433B