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压电式PAN/ batio3纳米纤维膜传感器用于复合材料结构健康监测的实时损伤检测( Piezoelectric PAN/BaTiO 3 nanofiber membranes sensor for structural health monitoring of real-time damage detection in composite )
L Yuan W Fan X Yang S Ge SL Su
结构健康监测(SHM)对于避免复合材料在实际应用中的灾难性破坏起着重要的作用。本研究开发了一种用于复合材料损伤实时检测的聚丙烯腈-柔性钛酸钡（PAN/BaTiO3）压电纳米纤维膜传感器。通过电化学系统验证了传感器的机械能和电能之间的转换。BaTiO3纳米粒子的引入提高了负载量为15%（质量分数）的压电纳米纤维膜的机械-电输出峰值为9.3V。在应用测试中，压电纳米纤维膜传感器的轻微变形瞬间点亮了商用LED灯泡。此外，PAN/BaTiO3压电传感器经碳纤维固化后仍在复合材料内部产生压电效应，提高了层间剪切强度。同时测试了复合材料的弯曲和压电性能。复合材料在机械加载过程中对电信号有良好的响应，实现了分层失效的实时监测。该传感器显示出良好的潜力作为柔性增强复合材料的SHM应用。
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