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程新 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030562159

商品编码：26504632107

包装：平装-胶订

出版时间：2018-01-01

图书基本信息
图书名称	水泥基压电复合材料与应用
作者	程新
定价	150.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030562159
出版日期	2018-01-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装-胶订
开本	128开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《水泥基压电复合材料与应用》以混凝土结构健康监测为背景，着重阐述了水泥基压电复合材料、器件及其在混凝土工程中的相关应用。研究了不同系列的典型水泥基压电复合材料制备工艺、结构及性能影响因素；研究了几种典型水泥基压电传感器的制备工艺及性能参数，并讨论了其在混凝土结构损伤监测等工程中的应用技术，为水泥基压电复合材料与器件在混凝土结构健康监测领域的广泛应用提供了重要的依据。

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目录

目录 序 前言 第1章 压电材料概述 1 1.1 压电效应 2 1.2 压电材料 9 1.3 水泥基压电复合材料 17 1.4 压电复合材料性能测试方法 19 参考文献 21 第2章 0-3型水泥基压电复合材料 23 2.1 制备方法 23 2.2 极化工艺 25 2.3 压电陶瓷质量分数对压电复合材料性能的影响 31 2.4 压电陶瓷颗粒粒度对压电复合材料性能的影响 44 2.5 水泥基体对压电复合材料性能的影响 53 2.6 水泥水化龄期对压电复合材料性能的影响 60 2.7 环境湿度对压电复合材料性能的影响 70 2.8 微量组分掺杂改性0-3型水泥基压电复合材料 77 参考文献 110 第3章 2-2型水泥基压电复合材料 114 3.1 制备方法 114 3.2 压电陶瓷体积分数对压电复合材料性能的影响 116 3.3 水灰比对压电复合材料性能的影响 123 3.4 压电陶瓷厚度对压电复合材料性能的影响 128 3.5 压电陶瓷功能体对压电复合材料性能的影响 132 3.6 水泥基体对压电复合材料性能的影响 135 3.7 2-2型水泥基压电传感器 138 参考文献 144 第4章 1-3型水泥基压电复合材料 146 4.1 1-3型压电复合材料的基本理论 146 4.2 1-3型水泥基压电复合材料的制备方法 147 4.3 1-3型水泥基压电复合材料性能 150 4.4 1-3型正交异性水泥基压电复合材料的制备方法 174 4.5 1-3型正交异性水泥基压电复合材料性能 176 4.6 1-3-2型水泥基压电复合材料的制备方法 189 4.7 1-3-2型水泥基压电复合材料的性能 191 参考文献 215 第5章 聚合物改性1-3型水泥基压电复合材料 218 5.1 制备方法 218 5.2 基体类型对压电复合材料性能的影响 220 5.3 基体配合比对压电复合材料性能的影响 224 5.4 压电陶瓷体积分数对压电复合材料性能的影响 229 5.5 压电陶瓷柱宽厚比对压电复合材料性能的影响 233 参考文献 238 第6章 压电阻尼复合材料 241 6.1 阻尼性能测试方法 242 6.2 2-2型聚合物基压电阻尼复合材料 243 6.3 2-2型聚合物/水泥基压电阻尼复合材料 247 6.4 1-3型聚合物基压电阻尼复合材料 251 6.5 导电相对1-3型聚合物基压电阻尼复合材料性能的影响 256 6.6 导电相对1-3型聚合物/水泥基压电阻尼复合材料性能的影响 267 参考文献 275 第7章 压电超声换能器及其在混凝土中的应用 277 7.1 超声基本理论 277 7.2 超声波在混凝土中的传播特点 279 7.3 用于水泥水化监测的压电超声换能器 280 7.4 基于压电超声换能器的水泥水化进程监测 292 7.5 用于混凝土检/监测的压电超声换能器 313 7.6 载荷作用下的混凝土超声监测 332 7.7 基于压电超声换能器的混凝土强度监测 337 7.8 基于压电超声换能器的钢筋锈蚀监测 342 7.9 径向压电超声换能器 353 7.10 基于径向压电超声换能器的混凝土强度检测 362 7.11 基于径向压电超声换能器的混凝土缺陷检测 367 参考文献 379 第8章 压电声发射传感器及其在混凝土中的应用 382 8.1 混凝土声发射特点 382 8.2 声发射传感器 382 8.3 素混凝土声发射损伤定位研究 391 8.4 素混凝土声发射特征 399 8.5 1-3型正交异性压电复合材料的声发射响应 405 8.6 正交异性压电复合材料的信号衰减 410 8.7 正交异性压电声发射传感器 413 8.8 正交异性压电声发射传感器的定位研究 418 8.9 声发射传感器的工程应用 424 参考文献 426 第9章 压电阻抗传感器及其在混凝土中的应用 429 9.1 基于压电阻抗技术的结构检/监测原理 429 9.2 压电阻抗传感器制备与性能 432 9.3 基于压电阻抗传感器的混凝土温度及动载损伤监测 440 9.4 基于压电阻抗技术的混凝土钢筋锈蚀监测 465 9.5 基于压电阻抗技术的水泥水化反应进程监测 484 参考文献 488 第10章 压电应力/应变传感器及其在混凝土中的应用 491 10.1 传感器制备工艺 491 10.2 压电应力传感特性 499 10.3 压电传感器的应变响应特性 506 10.4 基于压电传感器应力/应变特性的混凝土在线监测 515 参考文献 523 第11章 压电交通传感器 525 11.1 压电交通传感器的制备及性能 526 11.2 压电交通传感器在交通动态监测中的应用 531 11.3 桥梁工程中的应用 549 参考文献 551 后记 553

编辑推荐

水泥混凝土科技工作者及高等院校无机非金属材料专业、土木工程专业师生

文摘

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序言

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好的，这是一份不包含《水泥基压电复合材料与应用》内容的图书简介，内容翔实，力求自然流畅： --- 《先进工程材料的创新与挑战：从微观结构到宏观性能的跨越》 图书简介 在当代工程技术飞速发展的浪潮中，材料科学始终扮演着驱动进步的核心角色。本书《先进工程材料的创新与挑战：从微观结构到宏观性能的跨越》系统而深入地探讨了近年来在工程材料领域取得的突破性进展，并着重分析了面向未来应用所面临的关键挑战。本书旨在为材料工程师、结构设计专家、科研人员以及高年级本科生和研究生提供一本全面、前沿且具有高度实践指导意义的参考手册。 全书内容围绕当前材料科学研究的前沿热点展开，结构清晰，逻辑严密，共分为六个主要部分，涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔范围。 第一部分：结构控制与性能优化 本部分聚焦于如何通过精确调控材料的微观和介观结构来赋予材料特定甚至超常的宏观性能。我们深入剖析了高熵合金（HEAs）的设计原理及其在极端环境下的优异力学和耐腐蚀性能。详细介绍了利用相场模拟和密度泛函理论（DFT）对复杂合金成分进行原子级别预测的方法。此外，对梯度功能材料（FGMs）的制造技术进行了详尽阐述，特别是激光熔覆和增材制造技术在实现材料性能梯度变化中的应用及其带来的结构完整性提升。讨论了晶界工程在提高材料韧性和抗蠕变性方面的最新进展，强调了晶界能级与材料宏观脆性之间的内在联系。 第二部分：新型功能高分子复合材料 高分子材料凭借其轻质、易加工的特性，在航空航天、生物医学和柔性电子领域占据重要地位。本部分详细考察了碳纳米管（CNTs）和石墨烯增强树脂基复合材料的界面粘结问题及其对导电性、热导率和机械强度的协同增强效应。我们探讨了先进的纳米填料分散技术，如超声辅助分散和表面功能化策略，以解决纳米材料在聚合物基体中团聚的问题。此外，对自修复高分子材料的机理研究进行了深入分析，包括基于可逆化学键（如Diels-Alder反应）和微胶囊破裂的自修复机制，并评估了其在延长材料使用寿命和降低维护成本方面的潜力。 第三部分：极端环境下的结构材料 面向高超声速飞行器、深海探测和核能反应堆等苛刻工作环境，开发能够承受极端温度、高辐射和强腐蚀的结构材料至关重要。本部分详细介绍了超高温陶瓷（UHTCs）的制备工艺优化，特别是HfC和ZrB2基陶瓷在高温氧化气氛下的保护涂层技术研究。对于核能领域，深入探讨了低活化铁素体/马氏体钢（ODS钢）在强中子辐照下抗辐照损伤（如空隙和氦致泡核）的机理，以及如何通过精确控制晶粒尺寸和位错密度来提高其抗脆化能力。同时，对耐蚀合金，特别是镍基和钴基合金在氯离子应力腐蚀环境中的行为进行了表征和建模。 第四部分：增材制造与材料性能的耦合 增材制造（3D打印）为复杂结构材料的设计带来了革命性的机遇，但也引入了新的材料性能挑战。本部分重点分析了选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中熔池的快速凝固速率对最终材料微观组织的影响。详细讨论了增材制造金属部件中残余应力、孔隙率分布和层间结合不良等缺陷的形成机制，并提出了在线监测和后处理优化策略。针对增材制造特有的枝晶形貌和应变梯度，系统地阐述了如何通过优化打印参数（如扫描策略和激光功率）来控制晶粒取向和纹理，进而实现各向异性性能的精确调控。 第五部分：智能传感与自适应材料系统 本部分关注那些能够感知外部环境变化并作出相应响应的智能材料系统。详细阐述了形状记忆合金（SMAs），如NiTi合金，在应力诱发相变和热诱发相变过程中的迟滞行为和能量耗散机制，以及其在微机电系统（MEMS）中的应用。对于压电陶瓷和电活性聚合物（EAPs），重点分析了其在结构健康监测（SHM）中的信号采集与激励作用，强调了如何提高传感器件的信噪比和长期稳定性。此外，探讨了基于光纤布拉格光栅（FBG）和电磁声换能器（EMAT）的无损检测技术在材料内部缺陷早期识别中的最新进展。 第六部分：可持续性与循环经济中的工程材料 面对全球资源约束和环境压力，材料的可持续性设计和回收利用成为研究热点。本部分探讨了高性能生物基和可降解聚合物的开发，以及如何通过纳米增强来弥补其在机械性能上的不足。重点介绍了轻量化镁合金和铝锂合金在汽车和航空工业中的应用，分析了它们在提高燃油效率和降低碳排放方面的贡献。最后，对关键稀有金属材料的回收技术进行了综述，特别是湿法冶金和火法冶金在高效分离和提纯铂族金属及稀土元素方面的工艺改进和环境影响评估。 本书理论深度与工程应用紧密结合，配有大量最新的实验数据图表和案例分析，是材料领域专业人士案头必备的权威参考书。 ---

评分☆☆☆☆☆

这本书的光碟封面设计让我眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配合着抽象的水泥纹理，仿佛在诉说着一种工业美学。我迫不及待地想要打开它，尤其是看到“压电复合材料”这个词，总让我联想到那些神奇的能量转换，希望能在这本书里找到关于它的原理、发展历程，甚至是未来趋势的详细解读。我一直对那些能够捕捉声音、振动并将其转化为电能的材料充满好奇，也对它们在智能传感、能量收集等前沿领域的应用前景感到兴奋。希望这本书能够深入浅出地讲解这些复杂的概念，让像我这样的非专业读者也能有所收获。我特别关注它在“应用”方面会涉及哪些具体案例，比如是否会介绍一些成功的商业化产品，或者是一些正在进行的、具有突破性意义的研究项目。如果能有一些图表、实验数据，甚至是实际操作的指导，那就更完美了。毕竟，理论知识的扎实是基础，但能否将理论转化为实际的生产力和创新，才是衡量一本技术书籍价值的重要标准。我希望这本书能带我进入一个充满可能性的新世界，了解这些看似平凡的材料如何承载着未来的科技梦想。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书后，我最大的感受是它成功地将一个相对生涩的材料科学领域，用一种引人入胜的方式呈现了出来。我尤其喜欢作者在介绍压电效应时，那种层层递进的逻辑性，从基础的晶体结构，到宏观的力电耦合，再到微观的分子运动，每一个环节都讲解得非常清晰。而当这些理论知识与“水泥基复合材料”结合时，那种跨学科的碰撞感更是让我耳目一新。我一直以为水泥只是建筑中的基础材料，没想到它竟然还能和如此“高科技”的压电材料相结合，产生如此丰富的应用场景。这本书在这方面的内容尤其让我印象深刻，它详细阐述了如何通过在水泥基体中引入压电颗粒，或者利用压电陶瓷的压电效应，来增强材料的传感能力和能量收集能力。我甚至在书中看到了一些关于结构健康监测的案例，比如利用这种复合材料来实时监测桥梁、建筑物的应力变化，这简直太令人惊叹了！这种将传统材料与尖端技术相结合的思路，无疑为材料科学的发展开辟了新的方向，也为工程应用带来了无限可能。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的那一刻，我首先被它精美的排版和清晰的插图所吸引。每一张图片都处理得非常细致，无论是微观的材料形貌，还是宏观的实验装置，都能够准确地传达信息。在阅读过程中，我发现作者在描述复杂的物理化学过程时，并没有使用过于晦涩的专业术语，而是尽量用通俗易懂的语言来解释，这对于我这样非材料学专业背景的读者来说，非常友好。特别是在讲解压电复合材料的制备方法时，书中详细介绍了不同工艺流程的优缺点，以及影响最终产品性能的关键因素，这让我对如何获得高质量的材料有了更深入的理解。另外，书中对于材料的性能测试和评价方法也进行了详细的介绍，例如如何测量压电常数、介电常数等，这些都是评估材料性能的重要指标。我感觉作者在撰写这本书时，充分考虑到了不同层次读者的需求，既有深入的理论分析，又不失实践指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅在于其内容的丰富性，更在于其前瞻性和创新性。我一直对那些能够突破传统界限的材料技术感到着迷，而“水泥基压电复合材料”无疑就是其中之一。这本书详细探讨了这种材料在绿色能源、智能制造、环境监测等多个领域的潜力，让我对材料科学的未来发展充满了期待。我尤其关注书中关于“可持续性”和“环保性”的讨论，例如如何利用这种材料来减少能源消耗，或者如何将其应用于废弃物的回收利用。这些内容不仅具有技术上的意义，更蕴含着深远的社会价值。读完这本书，我仿佛看到了一个更加智能、更加可持续的未来，而这种新型材料，正扮演着其中至关重要的角色。我非常感激作者能够将如此前沿和重要的研究成果，以如此清晰和系统的方式呈现出来，这对于推动相关领域的研究和应用，无疑具有重要的指导作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计非常合理，我感觉作者对内容资源的组织和筛选下了很大的功夫。从最初的材料制备工艺，到性能表征，再到各种潜在的应用领域，每一个章节的过渡都显得非常自然流畅。我特别欣赏书中对“复合材料”的定义和分类，以及在不同类型的水泥基压电复合材料中，其性能差异和优势劣势的对比分析。这让我对这个领域有了更系统、更全面的认识。而当读到关于“应用”的部分时，我更是觉得豁然开朗。书中列举的案例非常具有代表性，例如在智能交通系统中，利用路面材料来收集车辆行驶产生的能量，或者在建筑领域，将这种材料集成到墙体或地板中，实现自供电的传感网络。这些设想不仅仅是理论上的探讨，而是有一些初步的实验数据和原型展示，这让我对这些应用的实际可行性有了更直观的了解。这本书不仅是技术性的指导，更像是为我打开了一扇通往未来智能生活的大门。