[01221920]不连续分布结构NiTiSMA薄膜/PZT复合材料传感器及其工程应用

传感器技术是现代科技前沿技术,尤其现代装备制造、自动化控制以及信息传感等对社会发展影响巨大领域的科技进步迫切需要一种具有优异综合性能的力-电功能转换传感器,特别是破解对社会生活影响巨大的大型工程结构运营裂纹状态难于监测的技术问题迫切需要一种测试原理与结构简单,信号抗干扰且易于分析的力-电功能转换传感器。技术原理在于,通过控制NiTi SMA薄膜沉积的分布结构与沉积工艺达到改善NiTi SMA薄膜的显微组织结构状态而制备具有优良综合力学及力-电功能转换特性的NiTi SMA薄膜/PZT复合材料,并以此为基础,形成一种新型力-电功能转换传感,即一种智能化NiTi SMA薄膜/PZT复合材料力-电功能转换传感技术。技术内容,使用模板控制并采用磁控溅射法与二次晶化法制备使NiTi SMA薄膜具有等轴晶显微组织结构的不连续分布结构NiTiSMA薄膜/PZT复合材料并利用材料本身的力-电功能转换特性进行传感,在结构形式上就为材料本身的不连续分布结构NiTiSMA薄膜/PZT复合材料传感器。技术的创造性与先进性在于,使用模板控制并采用磁控溅射法在PZT基体上沉积不连续分布结构NiTi SMA薄膜再经二次晶化处理而制备使NiTiSMA薄膜具有等轴晶显微组织结构得以保障材料复合性能智能化的不连续分布结构NiTiSMA薄膜/PZT复合材料技术;提出一种力-电功能转换传感的创新技术,即利用材料本身的力-电功能转换特性传感而在结构形式上就为材料本身的不连续分布结构NiTi SMA薄膜/PZT复合材料传感技术。技术已在建筑厂房上进行了结构承载运行裂纹状态监测应用,测试方法简单、方便,测试数据直接反映建筑结构在运营中的裂纹状态动态变化,达到了工作目的,而且为用户节省了600万元测试费用;应用不连续分布结构NiTiSMA薄膜/PZT复合材料传感器取代光纤传感探头测试大容量加热炉焊接钢结构负载作用稳定性的结果表明,传感效果与光纤系统接近,但绝对成本降低,实际应用一年已获得经济效益500万元。