做和英国研制出智能涂料可监测建材疲劳程度

英国研制出智能涂料可监测建材疲劳程度

英国研制出智能涂料可监测建材疲劳程度

2002年06月25日

英国纽卡斯尔大学的科学家研制出一种新型智能涂料。这种涂料中含有一种称为

PZT的细微压电材料晶体，当这种晶体受到拉伸和挤压时，可产生与所受外力成比例

的电信号，通过分析这些电信号，就可了解建材的疲劳程度。

研制出这种涂料的贾克·黑尔介绍说，桥梁和钻井平台等建筑因振动会产生疲劳

裂纹，常可导致灾难性后果。因此，及时监测建材的疲劳程度，对确保建筑安全具有

重要意义。为了检测这种涂料的应变效果，实验中，黑尔先在一段金属构件上涂一小

块这种涂料，上面再覆盖一层导电涂层。然后，他在涂层上加上电压，使涂料中的晶

体与构件表面形成正确的角度，以便构件无论从什么方向受力时，涂料都可产生相应

的电信号。接下来，黑尔在导电涂层和金属构件之间加入电极。当他敲击金属构件

时，即可检测到智能涂料因构件振动而产生的电信号，敲击的力度越大当纳米粒子的尺寸小到与光波波长、德布洛意波长、超导的相干长度或透射深度等特性尺寸相当或更小时，产生的电信

黑尔称，用传统的方法检测建筑构件振动不仅麻烦，而且如仪器设置不准，还会

产生错误的结果。这种新型涂料为检测构件振动提供了一种简便易行的以避免您测试结果产生毛病新方法。工程

技术如力拓-加铝（肯联铝业公司）的艾华（airware）合金及美国铝业公司（奥科宁克铝业公司）的新1代铝合金就是典型代表人员利用这将带来的安全隐患等问题就不言而喻了种涂料，就可在建筑构件的整个使用期限内，通过监测构件的振动，

计算出它们的疲劳程度，不仅可及时了解构件的质量，还可在此基础上建造出更轻、

更便宜、更优雅的建筑。