新型高分子阻尼材料的研究
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科技成果——高性能阻尼材料成果简介阻尼材料是一类主要应用于控制振动、降低噪音的材料。
在日本,阻尼减振材料的使用始于二十世纪五十年代初,此前此方面的研究开发已盛行于欧洲,主要用于设备如:防止航空飞机的振动、潜水艇螺旋桨声音的泄露等。
近年来,随着我国经济水平的发展,人们对生活环境舒适性的要求越来越高,用于减振降噪的阻尼材料的研究开发也越来越受到社会各界的关注,应用市场正逐渐被打开。
所属领域材料技术要点项目针对已经开发的材料在耐久性、温度依赖性、生产成本上所发现的问题,找到了可以大量提供的、价格比较低廉的且与高分子可以形成较强氢键相互作用的添加剂,解决了高成本和耐久性等问题。
项目属于国家863计划项目,2005年7月通过国家863办公室组织的验收,验收成绩优秀。
课题受到了本田汽车、住友橡胶、东海橡胶的关注,部分科研成果已经实现了出口。
主要技术指标高阻尼型:材料本身的损耗因子Tanδ>4;宽温型:Tanδ>1的温度范围为50度以上。
技术水平阻尼性能超过目前的国际先进水平一倍以上。
应用前景阻尼减振技术可分为以下四个方面:防震、减振、吸音、隔音,其主要应用领域包括:1、汽车车身(地板、门、环、嵌板)发动机(前罩、喷油枪、物品柜盖)其它(变压器、闸盖、后板)2、OA机器复印机、计算机、印刷机、自动收银机3、电气、电子产品家用电器、磁盘、缝纫机、自动售货机、扬声器机架4、半导体、精密仪器半导体制造装置(减振台微振动衰减)、电子显微镜用减振台、三次元精密测定装置用减振台5、船舶、潜艇发动机腔、空调室、减振室6、建筑免震隔离器衰减机构、防风、地震用减振阻尼知识产权及项目获奖情况具有核心技术,自主知识产权。
应用案例技术成果转让4项:株式会社本田技术研究所:氢键利用的汽车用高阻尼材料的研究。
住友橡胶工业株式会社:能控制特定范围的阻尼特性的高分子/小分子组成的有机杂化系的研究。
东海橡胶工业株式会社:高性能制振材料的研发。
新型阻尼材料的制备与应用随着科技的发展,新型材料的研究和开发已经成为当今的热点之一。
其中,新型阻尼材料的制备与应用在机械、航空航天、交通等领域得到了广泛的关注。
本文将从新型阻尼材料的概念入手,详细介绍阻尼材料的种类、制备方法以及应用领域。
新型阻尼材料指的是基于高分子合成或纳米材料涂覆的材料,通过质量阻尼、干摩擦、黏滞耗散等方式,对机械振动或冲击进行有效的消除和控制。
根据其材料性质和制备方法的不同,阻尼材料主要分为三类:聚合物阻尼材料、纳米阻尼材料和复合阻尼材料。
聚合物阻尼材料是一种将高分子材料加工成薄膜或固体的阻尼材料。
在材料的制备过程中,通过改变高分子的分子结构,控制材料的硬度、粘度和阻尼特性。
同时,通过添加各种填料和添加剂,可以进一步改善材料的阻尼性能和加工性能。
纳米阻尼材料是将纳米材料(如纳米粉末、纳米管、纳米片等)涂覆在基材表面的一种阻尼材料。
由于纳米材料具有较高的比表面积和独特的结构形态,在材料表面的吸附、扩散和化学反应中发挥了重要的作用。
因此,纳米阻尼材料显示出了很好的阻尼和耐磨性能,成为了阻尼材料研究的热点之一。
复合阻尼材料是将两种或多种阻尼材料混合在一起制备而成的一种材料。
与单一阻尼材料相比,复合材料可以在多个方面中综合考虑材料性能,从而达到更好的阻尼效果。
阻尼材料的制备方法有多种,包括涂覆法、浸渍法、溶液法、层压法等。
其中,涂覆法是一种常用的制备方法。
涂覆法通常采用喷涂、滚涂等技术,将阻尼材料均匀地涂覆在基材表面,从而改善基材的阻尼特性。
与涂覆法不同,浸渍法是将阻尼材料直接浸渍在基材中,使其吸附在基材的表面、缝隙或孔隙中,从而改善基材的阻尼特性。
阻尼材料的应用领域非常广泛,主要包括机械、航空航天、交通、电子等领域。
在机械领域,阻尼材料可以用于降低机械振动和冲击,改善噪声和疲劳寿命。
在航空航天领域,阻尼材料可以用于控制航空器的振动和噪声,提高飞行的稳定性和舒适性。
在交通领域,阻尼材料可以用于轨道交通、轮船等交通工具的减震控制,改善乘客的出行体验。
聚合物材料的阻尼性能研究聚合物材料的阻尼性能研究一直以来都是材料科学领域的热点之一。
随着科技的不断进步,人们对材料的要求也越来越高,特别是在抗震、减振等工程领域中,对材料的阻尼性能提出了更高的要求。
在这篇文章中,我们将探讨聚合物材料的阻尼性能研究的现状、挑战和前景。
第一部分:聚合物材料的基本特性聚合物材料是由许多相同或不同单体分子在一定条件下反应而成的高分子化合物。
由于其分子链的可塑性和有机物的化学性质,聚合物材料具有许多独特的特性,如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性等。
然而,聚合物材料在受力时存在着较低的阻尼性能,这限制了其在工程实践中的应用。
第二部分:聚合物材料阻尼性能的影响因素聚合物材料的阻尼性能受到多种因素的影响。
首先,聚合物的链段结构决定了其分子的运动方式。
线性聚合物分子链的运动方式与空间结构相关,而支化聚合物分子链则会导致分子链的受限运动。
其次,聚合物材料的结晶性也影响着其阻尼性能。
结晶度高的材料具有较高的刚度和弹性模量,而非晶态聚合物则表现出较好的阻尼性能。
此外,添加剂的种类和含量、温度和湿度等环境条件也会对聚合物材料的阻尼性能产生影响。
第三部分:聚合物材料阻尼性能的提升方法为了提高聚合物材料的阻尼性能,研究人员们采取了许多方法。
一种常见的方法是通过添加填充材料来改变聚合物材料的力学性能。
纳米填料、纤维素和碳纳米管等材料的添加可以显著改善聚合物的阻尼性能。
另外,改变聚合物材料的化学结构也是提升其阻尼性能的重要途径。
例如,通过合理选择单体和反应条件,可以合成出具有较好阻尼性能的聚合物材料。
第四部分:聚合物材料阻尼性能研究的挑战尽管在聚合物材料的阻尼性能研究中已经取得了一些重要的成果,但仍然存在一些挑战。
首先,聚合物材料的阻尼性能受到多个因素的综合影响,如填充材料与基体材料的相互作用、材料的制备方法等等,这使得研究工作变得复杂。
其次,聚合物材料的阻尼性能评价方法尚不完善,缺乏统一的标准和有效的测试方法。
新型阻尼材料及其应用领域阻尼材料是一种能够控制振动和减少噪音的材料。
新型阻尼材料则是在传统阻尼材料基础上进行创新,性能更为优越、应用领域更为广泛。
本文将介绍新型阻尼材料的种类、优劣势以及应用领域。
一、新型阻尼材料的种类1. 弹性体约束阻尼材料弹性体约束阻尼材料是一种以高分子材料为基础,加入弱化因子和阻尼增强剂,通过物理阻尼阻止振动的材料。
同时,约束高分子材料避免了仅依靠弹性播散能量的传统阻尼材料存在的松动现象,从而防止了因遗留应力或疲劳造成的粉碎。
其特点是能够在大变形下维持压缩应力,耐压能力强、可重复使用。
2. 金属矩阵复合材料金属矩阵复合材料是指将两种或两种以上材料按照一定比例分布在一起。
金属矩阵复合材料通常是由金属基体、增强材料和中间涂层组成,通过金属间的捏合和闪光反应实现结合。
它具有高强度、高刚度、高温稳定性、耐腐蚀性和耐磨损性,适用于高速摩擦和高温振动环境下的工作。
3. 液态阻尼材料液态阻尼材料是通过液体的流动实现阻尼的一种新型材料。
液态阻尼材料采用流体增阻力及惯性阻尼实现对振动的控制。
液态阻尼材料具有很高的阻尼系数和相对较低的压缩刚度,在减震、噪声控制、悬挂系统、机械系统和化工设备减振等方面应用广泛。
4. 声波障、音频阻尼器由于各种产业的高速发展,随之而来的噪声污染也不断加强,噪声控制成为人类社会面临的一个严峻问题。
声波障、音频阻尼器的应用已逐渐得到广泛关注。
声波障主要透过其平面结构,迎向噪音来源处,利用材料的吸音和反射来降低噪音的传递;音频阻尼器则采用智能化技术,通过机器学习对不断变化的音频输入进行修正和分析,实现对噪声的有效控制和降低。
二、新型阻尼材料的优劣势1. 优点相较于以往的材料,在减振、噪声控制、节能降耗、高速环境等方面,新型阻尼材料具有很多优点。
例如,弹性体约束阻尼材料具有耐压能力强、可重复使用的特点,液态阻尼材料具有阻尼系数高、可调性好的特点,适用于不同的工作环境和物理条件。