泡沫铝合金阻尼性能的研究

本文采用渗流工艺制备具有开孔结构的泡沫工业纯铝、泡沫铝—锌合金(Al—28wt％Zn)及泡沫铝—镁合金(Al—10wt％Mg)，在多功能内耗仅上对这三种具有相同结构和相对密度的泡沫铝合金的阻尼性能进行了研究。实验结果表明，铸态下的泡沫铝—镁合金的阻尼性能高于泡沫纯铝，而泡沫铝—锌合金在室温下的阻尼性能比泡沫纯铝及泡沫铝—镁合金高3～4倍，分析认为泡沫铝—锌合金的高阻尼机制主要是由于在振动时其基体中较软的α相与较硬的富锌η相界面产生粘滞流动消耗能量的结果。     

泡沫铝/PC树脂/铝合金叠层复合材料的制备与性能研究

利用泡沫铝优良的冲击衰减性能,并以之作为阻尼相制备泡沫铝/树脂/铝合金叠层复合材料,并对其进行了性能研究.结果表明:用热压固化法制备的泡沫铝/树脂/铝合金叠层复合材料界面结合良好,叠层复合材料的弯曲强度达300MPa左右,且具有优良的冲击性能和阻尼吸振性能.     

球形孔泡沫铝合金三明治梁的三点弯曲变形

研究了球形孔泡沫铝合金的单轴压缩性能,得到了抗压强度与相对密度的关系;与多边形孔泡沫铝合金和泡沫纯铝作了对比,发现球形孔使力学性能有了较大的提高.根据球形孔泡沫铝合金三明治梁三点弯曲的载荷(P)位移(δ)曲线研究了四种常见破坏模式并建立了破坏模式图.用极限载荷公式得到的计算值与极限载荷的实验值吻合良好.球形孔泡沫铝合金力学性能高于多边形孔泡沫铝合金及泡沫纯铝,因而其三明治梁的力学性能最好.     

碳纳米管增强铝基复合泡沫的阻尼性能

通过填加造孔剂方法制备了碳纳米管（CNTs）增强铝基复合泡沫,采用热机械分析仪研究了测试温度、频率、外加振幅、泡沫的孔隙率和CNTs含量对其阻尼性能的影响,并分析了相关阻尼机制。结果表明:复合泡沫铝的阻尼性能随孔隙率和振幅的增大而提高,随着频率的增加而下降。在环境测试温度25~200℃范围内,复合泡沫的损耗因子变化较小;当温度高于200℃后,损耗因子随温度升高有明显的提高。CNTs的加入可以显著提高泡沫铝的阻尼性能,常温下3.0% CNTs增强的铝基复合泡沫的损耗因子达0.27,为泡沫铝的3.71倍。复合泡沫的阻尼机制主要为位错阻尼、晶界阻尼、孔隙阻尼、CNTs的本征阻尼和CNTs-Al间界面阻尼,其中本征和界面阻尼发挥了重要的增强作用。      

球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能

研究了球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金在1 MHz～10 MHz的超声衰减性能.结果表明:泡沫铝合金的超声衰减性能决定于其孔结构;通孔泡沫铝合金的超声衰减系数α随着孔径d的减小、孔隙率Ps减小和比表面积Sv的增加而增大;闭孔泡沫铝合金的超声衰减系数α随孔径d的减小、孔隙率Ps的增加和比表面积Sv的增加而增大;当孔径d、孔隙率Ps相近时,闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能优于通孔泡沫铝合金;在1 MHz～10 MHz二者是具有良好阻尼性能的轻质材料.其衰减机制为在弹性范围内超声应力波在具有大量孔隙界面的泡沫铝合金中的衰减.     

高应变率下阻尼铝合金的动态力学性能研究

针对航空用高阻尼铝合金在高应变率载荷下的服役特征,研究了两种高阻尼铝合金在高应变率下的动态力学性能.采用分离式霍布金森(Hopkinson)压杆对高阻尼铝合金进行了动态压缩实验,获得了应变率(140,275,500s-1)对材料应力-应变曲线的影响规律,并同普通铸造铝合金ZL101A的动态压缩力学性能进行比较分析.结果表明:高阻尼铝合金在高应变率下的力学性能明显优于普通铸造铝合金;第一种高性能阻尼铝合金的动态压缩力学性能优异.第二种高性能阻尼铝合金随着应变率的提高,材料的弹性模量和应力均有所下降,但是形变强化效果显著.     

空心球/铝基复合泡沫材料制备及性能研究

采用粉末冶金技术制备了不同孔隙率的空心球/铝基复合泡沫材料,对其进行T7热处理,并开展了不同孔隙率材料压缩性能及隔声性能的测试。结果表明,制备的泡沫材料中空心球均匀分布于基体内,且空心球与基体之间形成明显的过渡层;空心球/铝合金基复合泡沫材料的压缩应力-应变曲线呈现线弹性、应力平台、致密化3个阶段。随着孔隙率的增加,空心球/铝合金基复合泡沫材料的压缩峰值应力、平台应力及能量吸收能力均呈先上升后下降的变化趋势;随着孔隙率的增加,复合泡沫材料隔声性能逐渐下降。     

基于冲击实验的泡沫铝-聚氨酯缓冲性能研究

目的 设计一种缓冲性能优良的缓冲结构, 并评估其填充材料的力学性能。方法 把泡沫铝原材料加工成试样尺寸, 用钻床给泡沫铝试样钻孔, 填入不同体积分数的聚氨酯。采用冲击实验的方法对泡沫铝-聚氨酯复合材料的力学性能进行分析。结果 在泡沫铝-聚氨酯复合材料试样中, 聚氨酯的体积分数为4.9%时材料韧性最好。结论 泡沫铝-聚氨酯复合材料结构的缓冲性能比泡沫铝单体更好,是最理想的抗高冲击、 高过载缓冲防护材料。     

高阻尼铝基复合材料在海水中的腐蚀行为

研究了高阻尼铝基复合材料在海水中的腐蚀行为,本实验所用高阻尼铝基复合材料是以6061铝合金为基体,加入SiC颗粒和石墨粉,用粉末冶金方法制备的。测定了高阻尼铝基复合材料在海水中的腐蚀速率度、电极电位和极化曲线,并通过与基体金属的对比来描述它的腐蚀特性。实验表明,在海水介质中,高阻尼铝基复合材料的耐蚀性能比6061铝合金差,孔蚀倾向大。在海水介质中使用高阻尼铝基复合材料必须加以保护。     

苯基硅橡胶泡沫的制备及阻尼性能

本工作采用化学发泡法制备了苯基硅橡胶泡沫材料,探究了苯基硅橡胶硫化发泡过程的动力学,研究了苯基硅橡胶体系在引入泡沫结构后的阻尼性能。结果表明,通过调整硫化加工温度和发泡剂用量,可以制备不同密度、泡孔尺寸的苯基硅橡胶泡沫材料,泡沫材料的阻尼性能明显优于实心胶,其中,孔径约为100μm密度ρ为0.74 g/cm~3的苯基硅橡胶泡沫的有效阻尼温域比实心胶提高了47℃,阻尼峰值提高了14%。     

Characterization of Material Properties of 2xxx Series Al-Alloys by Non Destructive Testing Techniques

2xxx series Al-alloys are widely employed in structural applications due to their good mechanical properties. During heat treatment of these alloys, solution treated parts sometimes mixed with age hardened parts during handling. This result in difficulty in distinguishing between solution treated and aged parts of various grades. Moreover, it is also necessary to separate improper aged parts from properly treated parts. The traditional methods of characterization of different heat treated parts are hardness, tension testing and microscopy, however these are destructive in nature and sometimes not desired particularly for finished products. The main purpose of this paper is characterization of material properties of 2xxx series Al-alloys by eddy current and ultrasonic NDE techniques so that the inspection can be carried out effectively in the shortest possible time. Three wrought Al-alloys of 2xxx series (AA 2014, AA 2024 and AA 2219) were homogenized followed by solution heat treatment and age hardening treatments at specific temperatures for 1–16 h. The changes in hardness and microstructure during heat treatments were determined by traditional material characterization methods and then correlated with electrical conductivity, sound velocity and attenuation coefficient obtained through Nondestructive Evaluation (NDE) techniques. Results demonstrated an excellent correlation between hardness and sound velocity, whereas extend of aging can be easily predicted by electrical conductivity, and attenuation coefficient measurement. Investigation suggested a way towards the non-destructive detection and characterization of material properties when conventional testing methods are not applicable.     

泡沫金属——高分子聚合物的复合体机械阻尼性能研究

本文研究了泡沫金属和同分子聚合物形成的复合体机械阻尼性能，结果表明它是一种内耗值Ｑ＾－１极高的阻尼材料，其阻尼特征表现为与应变振幅密切相关而与频率无显著关系的非线性内耗。同时研究了泡沫金属孔隙结构对复合体内耗值的影响关系，并对实验结果进行了讨论。     

淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响

采用力学性能测试、电导率测试和透射电子显微镜研究了淬火速率对汽车用高强铝合金性能的影响。结果表明：淬火速率从960℃/s降低到1.8℃/s,电导率提高了5.7% IACS,硬度的下降率为40%,抗拉强度和屈服强度的下降率分别为24.2%和56.9%,硬度和强度与淬火速率的对数呈线性关系。随着淬火速率的降低,淬火析出相的尺寸和面积分数显著增大,导致性能下降。淬火速率为1.8℃/s时,淬火析出相的平均尺寸为465.6 nm×158.2 nm,析出相的面积分数为42.1%。     

Review: Improving cement-based materials by using silica fume

The effects of silica fume as an admixture in cement-based materials are reviewed in terms of the mechanical properties, vibration damping capacity, freeze-thaw durability, abrasion resistance, shrinkage, air void content, density, permeability, steel rebar corrosion resistance, alkali-silica reactivity reduction, chemical attack resistance, bond strength to steel rebar, creep rate, coefficient of thermal expansion, specific heat, thermal conductivity, fiber dispersion, defect dynamics, dielectric constant and workability. The effects of silane treatment of the silica fume and of the use of silane as an additional admixture are also addressed.     

泡沫镁制备技术研究现状及其在航空航天领域的应用前景

泡沫镁作为一种新型功能材料,近年来逐渐受到了国内外的广泛关注,但由于镁过于活泼,易引起爆炸,难以在生产中被大量使用,故关于泡沫镁的研究较少。主要综述了泡沫镁阻尼性能、吸声性能、吸能性能、散热性能、生物医学性能和电磁屏蔽性能等几种主要的性能特点,进而综述了粉末冶金法、熔体发泡法、渗流铸造法等几种常见的泡沫镁材料制备工艺的研究进展,并结合笔者的研究理解对几种制备工艺进行了对比,分析了各种制备方法的优缺点。在此基础上对泡沫镁材料在航空航天领域上的应用进行了分析,表明了其在航空航天领域有着广阔的应用前景。     

Novel technology for improving damping capacity of aluminium foam by interface layer

Abstract

A novel technology of designing interface layer using macromolecule resin element, polystyrene, to enhance the damping capacity of aluminium foam is successfully attempted. The interface layer was fabricated by coating a polystyrene film on the pore surface of the aluminium foam using a similar sol–gel technology. Results of the measurements show that the introduction of interface layer not only improves the mechanical strength, but also significantly enhances the damping capacity that can be an order increase relative to the corresponding aluminium foam matrix in the temperature range of room temperature to 80°C. The involved damping mechanisms include the intrinsic damping and interface damping of the constituents. The latter should be dominant as a result of relatively easy energy dissipation through interfacial friction.     

影响磁性纳米颗粒膜吸波性能的主要因素

基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程、Bruggeman有效媒质理论及纳米颗粒膜的电输运和介电理论,通过计算磁性纳米颗粒膜的有效磁导率、有效介电常数、计算分析饱和磁化强度、各向异性场、电导率和阻尼系数对纳米颗粒膜吸波性能的影响.结果表明,饱和磁化强度、各向异性场、电导率和阻尼系数均对纳米颗粒膜的微波吸收特性产生显著影响,通过调控纳米颗粒膜的电磁特性可以有效提高其吸波性能,可以应用于薄层吸波材料的设计中.     

原位TiB2/7055铝基复合材料的力学性能与阻尼性能

采用混合盐法制备了原位TiB2颗粒增强7055铝基复合材料,研究了该复合材料的力学性能和阻尼性能.结果表明:随着TiB2颗粒质量分数的增加,复合材料的屈服强度和抗拉强度提高;在阻尼测试的温度、频率范围内,复合材料的阻尼性能随着温度的提高和TiB2颗粒含量的增加而提高.复合材料的强化机制主要是位错强化和弥散强化;复合材料阻尼性能提高的主要机制是位错阻尼和界面阻尼.     

多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料及其力学性能研究

基于多孔泡沫金属的结构性能,研制一种新型的磁流变液阻尼材料,并搭建测试系统,研究其力学性能。在该材料中,磁流变液由于毛细管力的作用储存在多孔泡沫金属里面,在磁场作用下被抽出到剪切间隙内并产生磁流变效应;利用搭建的测试系统,研究多孔泡沫金属的材料、外加电流、剪切间隙和剪切应变率等参数对多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料力学性能的影响,结果表明,设计的多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料可产生明显的磁流变效应,在相同情况下,采用多孔泡沫金属铜时,多孔泡沫金属磁流变液阻尼材料具有最大的剪切转矩。     

阻尼性半硬质聚氨酯泡沫的制备与性能

半硬质聚氨酯泡沫(SRPUF)因为其较高的压缩硬度、较低的弹性以及较好的吸能效果,常用作吸能减震材料。文中采用一步法模塑成型工艺,以混合聚醚多元醇和改性二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,全水发泡合成了半硬质聚氨酯泡沫,研究了泡沫稳定剂含量对泡孔结构的影响,异氰酸酯(NCO)指数、微量乙二醇(EG)扩链剂对其阻尼性能的影响。结果表明,泡沫稳定剂含量增加,泡孔越小越均匀;NCO指数提高聚氨酯泡沫的阻尼性能降低;微量乙二醇扩链也可以提高聚氨酯泡沫的阻尼性能;当NCO指数为0.8,5‰乙二醇扩链时,可以制备阻尼性能和热性能较好的半硬质聚氨酯泡沫。