导电填料结构对氯化丁基橡胶基压电阻尼复合材料性能的影响

以氯化丁基橡胶(CIIR)作为基质材料、锆钛酸铅(PZT)为压电填料,分别以碳纳米管(CNTs)和导电炭黑(CB)作为导电填料,通过机械共混法制备了CNTs/PZT/CIIR和CB/PZT/CIIR两种压电阻尼复合材料。采用扫描电镜考察了导电填料在基质中的分散状况及其与基质的相容性,通过动态热机械分析和弹性体测试系统的测试探讨了导电填料的结构对复合材料压电阻尼性能的影响规律。结果表明,与CB相比,CNTs在基质中出现了严重的团聚,这导致其所制备复合材料的拉伸强度未达到预期效果。用量相同时,添加了CNTs复合材料的损耗因子峰值要小于填充CB者,但是其阻尼系数较大;随着导电填料用量的增加,两种复合材料的损耗因子峰值均呈下降趋势,而阻尼系数先略微减小然后增大。     

压电陶瓷/聚氨酯智能阻尼复合材料的制备与表征

以热塑性聚氨酯弹性体为基材,压电陶瓷粉和导电石墨为功能相,制备了压电陶瓷/聚氨酯智能阻尼复合材料,并对其结构性能进行表征分析。结果表明,压电陶瓷粉添加质量份为20和40时,能得到具有较好分散性的压电陶瓷/聚氨酯智能阻尼复合材料;当压电陶瓷粉添加质量份为40时,tgδ峰值达到最大,说明制得的复合材料具有良好的阻尼性能;相对介电常数随着压电陶瓷粉添加量的增加而增加,当压电陶瓷粉质量份为40时,相对介电常数为15.06。热性能测定结果表明,加入压电陶瓷粉后,复合材料的软化点明显提高。     

压电陶瓷/NBR复合材料压电与吸声性能研究

以NBR为基体材料,以压电陶瓷为功能相制备压电橡胶复合材料,并对其压电与吸声性能进行研究.结果表明,复合材料的压电常数(d33)随压电陶瓷用量的增大而增大,当压电陶瓷用量为5210份时,d33达到3.1×10-11C·N-1,并随着极化时间的延长而增大,随着极化温度的升高先增大后减小,且最佳极化时间为25min,最佳极化温度为80℃.压电橡胶复合材料的吸声因数在2～3 kHz的频率内随着复合材料压电常数的增大而增大,碳纤维的加入使复合材料内部形成了一定的导电网络,提高了复合材料的吸声因数.     

Y_2O_3掺杂BaTiO_3-ZnO陶瓷的压电性能研究

采用传统的固相反应法,制备了掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷,通过对所制备陶瓷样品结构、常温介电、压电、铁电性能的分析发现:与未掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷相比,Y_2O_3的掺入减小了BaTiO_3-ZnO陶瓷的径向收缩率、密度和晶胞体积,同时使材料的晶系结构由立方相转变为四方相结构,Y~(3+)进入BaTiO_3-ZnO陶瓷晶格中并与之形成了固溶体;Y_2O_3的掺入可以提高样品的矫顽场(Ec),但对材料压电系数变化不大,介电常数总体在减小,当未掺入Y_2O_3时,样品的介电常数最大(ε′=2577),样品的介电损耗最小(tanδ=0.0083)。     

PU/CB/PZT压电阻尼复合材料极化条件的研究

以导电碳黑(CB)为导电相、压电陶瓷(PZT)为压电相、聚氨酯(PU)为基体制备了一系列的压电阻尼复合材料(PU/CB/PZT)。研究了CB、PZT对所制备材料的耐击穿性能的影响,探讨了材料的压电性能和阻尼性能随PZT含量以及极化时间的变化规律。结果表明,PU/CB/PZT压电阻尼复合材料的压电常数随PZT含量和极化时间增加而增加,当极化场强选为5 kV/mm、极化时间30 min、PU/CB/PZT质量份为100/4/80时,材料的压电性能最佳,达到45.7 PC/N。随着PZT用量和极化时间增加,压电阻尼复合材料的阻尼因子峰值提高。     

丁腈橡胶/铌镁锆钛酸铅/碳纤维复合材料的介电性能和压电性能

以丁腈橡胶(NBR)为基体,铌镁锆钛酸铅(PMN)粉体为分散相,碳纤维(CF)为导电填料,制备了压电复合材料,研究了复合材料的压电性能及介电性能。结果表明,80%以上PMN粒子的粒径为0.5~2.0μm,填充密度约为6.6g/cm3;当填充CF体积分数小于5%时,复合材料的击穿电压受填充CF用量的变化影响不大,当填充CF体积分数达到10%时,复合材料的击穿电压下降到未填充CF复合材料的1/3~1/2,填充CF最佳体积分数为5%;当填充PMN体积分数增至40%后,复合材料的纵向压电应变常数(d33)随PMN用量的增加而增大;适当地延长极化时间和增加极化电压有利于提高d33,最佳极化电压为7kV/mm,最佳极化时间为25min;复合材料的介电常数(ε)随填充PMN用量的增加而增大;当CF用量为0时,复合材料的ε与介电损耗(tanδ)的变化趋势相反;当填充CF体积分数为5%时,复合材料不但具有较高的ε,而且具有较高的tanδ。     

纳米二氧化硅粒子填充聚氨酯泡沫材料的制备及其阻尼性能分析

采用粒径为200～300 nm的纳米二氧化硅(Nano-SiO2)作为填料,制备了聚氨酯/纳米二氧化硅(PU/Nano-SiO_2)复合材料。利用透射电镜(TEM)观察了Nano-SiO_2的微观结构,通过扫描电镜(SEM)、力学性能测试、线性膨胀系数测试和阻尼系数测试分析研究了PU/Nano-SiO_2复合材料的形貌、力学性能和阻尼吸声特征。结果表明:Nano-SiO_2粒子使复合材料的孔径减小,孔径分布更为均匀;随着Nano-SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度显著升高;复合材料的线性膨胀系数及阻尼吸声系数随着Nano-SiO_2用量的增加而增大,当SiO_2的用量为5份时,复合材料的吸声系数达到90%,阻尼效果改善较为明显。     

Y_2O_3-BaTiO_3-ZnO陶瓷的制备及其性能的研究

笔者采用传统的固相反应法,制备了掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷,通过对所制备陶瓷样品的结构、常温介电、压电、铁电性能的分析发现:(1)与未掺入Y_2O_3的BaTiO_3-ZnO陶瓷相比,Y_2O_3的掺入减小了BaTiO_3-ZnO陶瓷的径向收缩率、密度和晶胞体积,同时使材料的晶系结构由立方相转变为四方相结构,Y~(3+)进入BaTiO_3-ZnO陶瓷晶格中并与之形成了固溶体;(2)Y_2O_3的掺入可以提高样品的矫顽场(Ec),但对材料压电系数变化不大,介电常数总体在减小,当未掺入Y_2O_3时,样品的介电常数最大(ε′=2577),样品的介电损耗最小(tanδ=0.0083)。     

氢化羧基丁腈橡胶复合材料的制备及阻尼吸声性能

以氢化羧基丁腈橡胶（HXNBR）/四孔中空涤纶短纤维（FHHPF）（质量比）为70/30的HXNBR/FHHPF（HF）复合材料作为基体,加入小分子AO-2246后制得了一系列HF/AO-2246（HF/2246）复合材料,并对该系列HF/2246复合材料的阻尼性能、吸声性能和拉伸性能进行了探究。结果表明,随着AO-2246用量的增加,HF/2246复合材料的阻尼性能得到提升。FHHPF的存在促使HF/2246复合材料中形成一种纤维-氢键网络结构,从而使得复合材料具有一定的吸声性能,通过优化AO-2246和FHHPF的用量最终可赋予其较优的阻尼吸声性能。当AO-2246质量分数为30%时,HF/2246复合材料吸声系数的最大值为0.392,吸声系数大于0.2的有效频域为2 050～2 500 Hz,损耗因子的最大值为1.40,玻璃化转变温度为24.4 ℃。同时,HF/2246复合材料的拉伸性能也发生了显著的变化,拉伸强度较高,为25.38 MPa,且HF/2246复合材料变形较大,扯断伸长率为49%。     

阻尼复合材料发展状况

本文简要阐述了阻尼复合材料的阻尼机理,分别介绍了树脂基阻尼复合材料、金属基阻尼复合材料、橡胶阻尼复合材料、树脂—金属基阻尼复合材料、压电导电新型阻尼复合材料,以及几种阻尼复合材料的研究发展状况。