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压电复合材料的性能特点及应用领域是什么?

压电复合材料是一类由压电陶瓷和非压电材料复合而成的新型功能材料。压电效应是指材料在受到外力作用或外电场激励时可以产生电荷分离现象,从而在材料表面产生电场。压电复合材料具有以下几个性能特点:

1. 高压电性能:压电复合材料相较于单一的压电材料,能够在相同外力或外电场激励下产生更大的电荷分离效应,具有更高的压电系数。

2. 轻质高强:压电复合材料由于采用了非压电材料作为基质,具有较低的密度,相对较轻。同时,压电陶瓷作为填料则具有较高的强度和刚性,使得压电复合材料具有较高的结构强度。

3. 耐久性好:压电复合材料具有优良的耐久性,可在较宽的温度范围内稳定工作,并且具有较高的机械强度,不易破损。

4. 良好的可塑性:压电复合材料可以根据需要进行简单的切割、弯曲和成型,并且可以与金属或其他材料复合使用,具有较好的可塑性和可加工性。

压电复合材料的应用领域相对较广泛,主要包括以下几个方面:

1. 声波器件:压电复合材料可以用于制造压电声波传感器、扬声器、超声波换能器等声学器件。具有高灵敏度、宽频带等特点,广泛应用于声学检测、声波投射、超声等领域。

2. 振动控制与减振:压电复合材料具有良好的压电效应和机械性能,可以制成用于振动控制和减振的材料和器件。例如,可以制作用于航空航天、建筑工程和交通运输领域的主动振动控制系统,以及用于减少机器设备震动和噪音的压电复合材料减振装置。

3. 智能结构与传感器:压电复合材料可以制成智能结构和传感器,应用于结构健康监测、形变检测、压力测量、加速度测量等领域。这些智能结构和传感器可以实时监测和控制结构的变形和状况,具有重要的工程应用价值。

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