CN109277571A - 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法 - Google Patents

一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109277571A
CN109277571A CN201811115345.6A CN201811115345A CN109277571A CN 109277571 A CN109277571 A CN 109277571A CN 201811115345 A CN201811115345 A CN 201811115345A CN 109277571 A CN109277571 A CN 109277571A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
damping material
therlo
carbon nano
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811115345.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109277571B (zh
Inventor
龚深
李周
肖柱
蒋招汉
王洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201811115345.6A priority Critical patent/CN109277571B/zh
Publication of CN109277571A publication Critical patent/CN109277571A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109277571B publication Critical patent/CN109277571B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F3/26Impregnating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F2003/145Both compacting and sintering simultaneously by warm compacting, below debindering temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/11Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1121Making porous workpieces or articles by using decomposable, meltable or sublimatable fillers
    • B22F3/1134Inorganic fillers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铜铝锰合金/碳纳米管/聚合物阻尼材料及制备方法,属于阻尼材料制备技术领域,包括多孔铜铝锰记忆合金骨架和热塑性弹性体,所述热塑性弹性体由聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管共混得到,热塑性弹性体负载于铜铝锰记忆合金骨架的孔隙内,所述多孔铜铝锰记忆合金骨架的孔径为0.355~1.43μm,孔隙率为70~90%,采用抗马氏体稳定化能力强、孔隙相互连通的多孔CuAlMn形状记忆合金作为骨架,将ACM/PVC聚合物和CNTs生成的热塑性弹性体渗入到连通孔中,复合材料既能有效减小阻尼合金所占比重,又能弥补聚合物阻尼材料强度不够、尺寸稳定性差的缺点;采用多孔CuAlMn形状记忆合金骨架不仅孔结构参数可以精确控制,还具有吸能大、耐高温和尺寸稳定性好的优点。

Description

一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法
技术领域
本发明属于阻尼材料制备技术领域,涉及一种铜铝锰合金/碳纳米管/聚合物阻尼材料及制备方法。
背景技术
振动和噪声不仅破坏环境和损害人体健康,而且还影响机械的质量,缩短设备的寿命,降低仪表的精度和可靠性。例如,火箭、卫星失效分析结果表明,约三分之二的故障与振动和噪声有关。飞机在长期使用的过程中,由于振动常出现方向舵、机尾罩萌生裂纹,以及空速管断裂、座舱噪音等问题,严重影响其可靠性和使用寿命。飞机上的各种仪器仪表处在振动与噪音环境中,常发生故障。另外,潜艇和舰船存在送分系统噪音大,细菌易于滋生等问题。而对于上述的情况,通过传统的降噪手段,已经很难达到满意的效果。因此减振降噪、改善人机工作环境以及设计和生产振动及噪声小的产品就成为了人们亟待解决的问题。研究表明采用高阻尼材料是减振降噪的最为有效的手段。
目前具有实用前景的阻尼材料主要可以分为两类,一是阻尼合金材料,二是粘弹性的聚合物材料。
阻尼合金减振降噪的机理是通过内部孪晶、层错、位错、晶界等微观组织结构将振动能量通过界面运动转化为热能进行耗散。其优点是机械强度高可作为结构材料、阻尼性能稳定、耐高温、耐腐蚀、阻燃。其缺点表现为阻尼效果过于依赖于合金质量、比重较大。
粘弹性的聚合物材料是由大量单体分子经聚合而成的高分子材料。聚合物(高分子)体系减振降噪的机理是将振动或声波通过分子链或链段间的内摩擦转化为热能而耗散(玻璃化转变温度附近效果最好)。这类材料的优点是密度低、加工方便、性能易于调控、内耗值大。缺点为不耐高温、尺寸稳定性差、强度低。
通常单一材料体系很难满足减振降噪材料对于综合性能日益严苛的要求,复合材料体系能综合各类材料的优点,通过叠加多重机理、形成多重界面、构建多种共振单元等方式实现高性能和多功能的发展需求。例如,采用浸渗法在泡沫铝试件空隙中渗入环氧树脂后,泡沫铝/环氧树脂复合材料的阻尼性能相比单一泡沫铝能提高1倍左右;某科研单位还提出了“声子玻璃”的概念,利用泡沫金属的孔洞和高分子材料结合形成多种共振单元实现宽频吸声,同时多孔骨架还能提高复合材料的力学性能。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种减振降噪效果好、比重小、强度高、耐高温和尺寸稳定性好的铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法,该阻尼材料能有效叠加多组元阻尼机制,既能有效减小阻尼合金所占比重,又能弥补聚合物阻尼材料强度不够、尺寸稳定性差的缺点,从而提升其阻尼性能。
本发明提供的这种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,包括多孔铜铝锰记忆合金骨架和热塑性弹性体,所述热塑性弹性体由聚丙烯酸酯橡胶(ACM)、聚氯乙烯(PVC)和碳纳米管(CNTs)共混得到,热塑性弹性体负载于铜铝锰记忆合金骨架的孔隙内,所述多孔铜铝锰合金骨架的孔径为0.355~1.43μm,孔隙率为70~90%。
优选的,所述聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管的质量百分比为:
(47.5~49)%:(47.5~49)%:(2~5)%。
作为一个总的发明构思,本发明还提供所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
(2)将聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管共混得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料。
优选的,所述步骤(1)中,采用烧结蒸发工艺制备多孔铜铝锰合金骨架,具体步骤如下:
1.1)将CuAlMn合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将步骤1.1)所得CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm和0.355~0.45mm的粒径范围的NaCl颗粒,将筛分出的方形NaCl颗粒与步骤1.2)所得粒径小于75um的CuAlMn合金粉末混合均匀,得到混合粉末;
1.4)真空热压烧结:将步骤1.3)所得混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空,然后升温至设定温度进行真空热压烧结,控制热压压强,得到CuAlMn合金与NaCl颗粒的复合初坯;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至预定温度进行烧结,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架。
进一步,所述步骤1.1)中,CuAlMn合金中的组分Cu、Al、Mn的质量百分比为85.6wt%:11.9wt%:2.5wt%,以得到相变点合适的记忆合金骨架。
进一步,所述步骤1.2)中,将CuAlMn合金熔体过热到1350~1370℃,浇入雾化装置中,用大于3MPa的高纯氩气通过雾化器进行雾化。
进一步,所述步骤1.3)中,筛分出的方形NaCl颗粒的粒径范围为1~1.43mm和/或0.355~0.45mm。
进一步,所述步骤1.4)中,抽真空至10-2~10-3Pa,然后升温至730~750℃,真空热压烧结时间为2~4h,控制热压压强为28~30MPa。
进一步,所述步骤1.5)中,并继续升温至930~950℃,保温6~24h。
优选的,所述步骤(2)中,将聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管于55~65℃恒温下连续搅拌使其混合均匀,得到热塑性弹性体。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果为:
(1)本发明所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,采用抗马氏体稳定化能力强、孔隙相互连通的多孔CuAlMn形状记忆合金作为骨架,将ACM/PVC聚合物和CNTs生成的热塑性弹性体渗入到连通孔中,得到的复合材料既能有效减小阻尼合金所占比重,又能弥补聚合物阻尼材料强度不够、尺寸稳定性差的缺点;采用的多孔CuAlMn形状记忆合金骨架不仅孔结构参数可以精确控制,还具有抗压强度高、吸能大、耐高温和尺寸稳定性好的优点。
(2)本发明所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,热塑性弹性体由聚丙烯酸酯橡胶(ACM)、聚氯乙烯(PVC)和碳纳米管(CNTs)共混得到,聚丙烯酸酯橡胶拥有较为良好的阻尼性能,共混改性研究表明,聚氯乙烯能够很好的与聚丙烯酸酯橡胶共混,研究表明ACM/PVC多组共混聚合物有良好的阻尼性能;在热塑性弹性体中添加CNTs,CNTs加入高聚物会使材料在宽频率、宽温域范围内具有较高的阻尼性能,当碳纳米管含量为2%时,材料结构阻尼可提高200%,硬度提高30%,这是因为碳纳米管的比表面积非常大,与高聚物之间的界面摩擦很大,能吸收很大的能量,所以阻尼性能好。
(3)本发明所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,通过调控工艺参数,调整CuAlMn形状记忆合金骨架的孔隙率、孔径大小、孔隙形状以及通孔率,本发明制备方法简单,成本低廉,对设备要求不高,能够适用于大规模生产。
附图说明
图1为本发明所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的结构示意图。
图2为实施例1中多孔铜铝锰记忆合金骨架的外观图,其中(a)为横截面,(b)为纵截面。
图3为实施例1中多孔铜铝锰记忆合金骨架的金相图,其中(a)为横截面,(b)为纵截面。
图4为实施例1中多孔铜铝锰记忆合金经120℃长时间(最长达到168h)时效后相变点的变化曲线图。
图5为实施例2所得铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的截面图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm粒径范围的NaCl颗粒,按80%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将CuAlMn合金粉末、方形NaCl颗粒按质量比为0.868:1混合均匀,得到混合粉末;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至740℃真空热压3h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至940℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表1所示;
图2为实施例1中多孔铜铝锰记忆合金骨架的外观图,其中(a)为横截面,(b)为纵截面;图3为实施例1中多孔铜铝锰记忆合金骨架的金相图,其中(a)为横截面,(b)为纵截面。
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为49:49:2共混,于60℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,结构示意图如图1所示,其性能数据对比如表2所示。
表1实施例1中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表2多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比
图4为实施例1中多孔CuAlMn记忆合金经120℃长时间(最长达到168h)时效后相变点的变化曲线图,从图4可以看出,各相变点均没有出现明显的变化,这说明该多孔CuAlMn记忆合金在应用温度范围内(-10℃~100℃)抗马氏体稳定化能力很强,阻尼性能稳定;且ACM与PVC共混聚合物的固化温度也在相变温度以下,这样就保证了在后续聚合物渗入记忆合金孔隙后的固化过程中,多孔合金骨架不会发生马氏体转变,从而保证了工艺的合理可行性。
实施例2
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm和0.355~0.45mm粒径范围的NaCl颗粒,按80%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将筛选后的CuAlMn合金粉末、大粒径NaCl和小粒径NaCl按质量比为1.858:1.14:1混料,先让CuAlMn合金粉与粒径范围为1~1.43mm的大方形NaCl混合,加入适量酒精充分混匀,让大方形NaCl颗粒表面包裹着合金粉,再加入粒径范围为0.355~0.45mm的小方形NaCl充分混合,让其均匀填充在包裹着合金粉的大颗粒NaCl之间;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至750℃真空热压2h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至950℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表3所示;
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为49:49:2共混,于65℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其性能数据对比如表4所示。
表3实施例2中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表4多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比
实施例3
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm粒径范围的NaCl颗粒,按90%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将筛选后的CuAlMn合金粉末、NaCl颗粒按质量比为0.386:1混料;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至740℃真空热压3h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至940℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表5所示;
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为49:49:2共混,于60℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其性能数据对比如表6所示,图5实施例2所得铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的截面图。
表5实施例3中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表6多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比
实施例4
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm粒径范围的NaCl颗粒,按70%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将筛选后的CuAlMn合金粉末、NaCl颗粒按质量比为1.488:1混料;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至740℃真空热压3h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至940℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表7所示;
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为49:49:2共混,于60℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其性能数据对比如表8所示。
表7实施例4中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表8多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比
实施例5
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm粒径范围的NaCl颗粒,按80%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将筛选后的CuAlMn合金粉末、NaCl颗粒按质量比为0.868:1混料;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至740℃真空热压3h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至940℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表9所示;
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为47.5:47.5:5共混,于60℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其性能数据对比如表10所示。
表9实施例5中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表10多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比
实施例6
本发明实施例一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰合金骨架;
1.1)将Cu-11.9Al-2.5Mn(wt%)合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到0.355~0.45mm粒径范围的NaCl颗粒,按80%理论孔隙率的质量配比均匀混合,将筛选后的CuAlMn合金粉末、NaCl颗粒按质量比为0.868:1混料;
1.4)真空热压烧结:将混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空至10-2~10- 3Pa,然后升温至740℃真空热压3h,热压压强为30MPa;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至940℃,保温6h,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架,横截面的直径Ф为25mm,多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据如表11所示;
(2)将ACM、PVC和CNTs按质量比为49:49:2共混,于60℃恒温下连续搅拌使其充分溶解,得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰合金骨架的孔隙内,得到铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其性能数据对比如表12所示。
表11实施例6中多孔CuAlMn记忆合金骨架孔结构数据
表12多孔CuAlMn记忆合金骨架与阻尼材料的性能数据对比

Claims (10)

1.一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其特征在于,包括多孔铜铝锰记忆合金骨架和热塑性弹性体,所述热塑性弹性体由聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管共混得到,热塑性弹性体负载于铜铝锰记忆合金骨架的孔隙内,所述多孔铜铝锰记忆合金骨架的孔径为0.355~1.43μm,孔隙率为70~90%。
2.根据权利要求1所述的铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料,其特征在于,所述聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管的质量百分比为:(47.5~49)%:(47.5~49)%:(2~5)%。
3.根据权利要求1或2所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备多孔铜铝锰记忆合金骨架;
(2)将聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管共混得到热塑性弹性体;
(3)将热塑性弹性体压力渗透至多孔铜铝锰记忆合金骨架的孔隙内,得到所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料。
4.根据权利要求3所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,采用烧结蒸发工艺制备多孔铜铝锰记忆合金骨架,具体步骤如下:
1.1)将CuAlMn合金进行熔炼,得到CuAlMn合金熔体;
1.2)利用高纯氩气通过雾化器将步骤1.1)所得CuAlMn合金熔体雾化成CuAlMn合金粉末,将CuAlMn合金粉末进行筛选,得到粒径小于75μm的CuAlMn合金粉末;
1.3)将方形NaCl颗粒进行筛分,得到1~1.43mm和0.355~0.45mm的粒径范围的NaCl颗粒,将筛分出的方形NaCl颗粒与步骤1.2)所得粒径小于75um的CuAlMn合金粉末混合均匀,得到混合粉末;
1.4)真空热压烧结:将步骤1.3)所得混合粉末装入热压机的石墨模具中,抽真空,然后升温至设定温度进行真空热压烧结,控制热压压强,得到CuAlMn合金与NaCl颗粒的复合初坯;
1.5)高温烧结及蒸发脱盐:在真空热压机中,将压力完全卸载,并继续升温至预定温度进行烧结,将NaCl完全蒸发去除,得到多孔CuAlMn记忆合金骨架。
5.根据权利要求4所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.1)中,CuAlMn合金中的组分Cu、Al、Mn的质量百分比为85.6wt%:11.9wt%:2.5wt%。
6.根据权利要求4所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.2)中,将CuAlMn合金熔体过热到1350~1370℃,浇入雾化装置中,用大于3MPa的高纯氩气通过雾化器进行雾化。
7.根据权利要求4所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.3)中,筛分出的方形NaCl颗粒的粒径范围为1~1.43mm和/或0.355~0.45mm。
8.根据权利要求4所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.4)中,抽真空至10-2~10-3Pa,然后升温至730~750℃,真空热压烧结时间为2~4h,控制热压压强为28~30MPa。
9.根据权利要求4所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1.5)中,并继续升温至930~950℃,保温6~24h。
10.根据权利要求3所述铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,将聚丙烯酸酯橡胶、聚氯乙烯和碳纳米管于55~65℃恒温下连续搅拌使其混合均匀,得到热塑性弹性体。
CN201811115345.6A 2018-09-25 2018-09-25 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法 Active CN109277571B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811115345.6A CN109277571B (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811115345.6A CN109277571B (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109277571A true CN109277571A (zh) 2019-01-29
CN109277571B CN109277571B (zh) 2020-11-06

Family

ID=65181895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811115345.6A Active CN109277571B (zh) 2018-09-25 2018-09-25 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109277571B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112481519A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 河北工业大学 一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010997A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Chuo Spring Co Ltd 制振材料と制振性に優れたばね及びそれらの製造方法
CN1936048A (zh) * 2006-10-20 2007-03-28 西安理工大学 一种聚合物/泡沫锌铝合金复合材料的制备方法
CN102031405A (zh) * 2010-12-09 2011-04-27 河北工业大学 多孔CuAlMn形状记忆合金的制备方法
CN102191394A (zh) * 2009-11-09 2011-09-21 中南大学 孔结构参数可控的多孔CuAlMn形状记忆合金的制备方法
CN102808101A (zh) * 2012-08-30 2012-12-05 河北工业大学 多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法
CN105568019A (zh) * 2016-02-24 2016-05-11 河北工业大学 一种CuAlMn形状记忆合金晶粒的细化方法
CN106893261A (zh) * 2017-02-13 2017-06-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种轻质高强多孔金属复合阻尼材料及其制备方法
CN107043867A (zh) * 2017-01-09 2017-08-15 河北工业大学 一种多孔铜基形状记忆合金的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004010997A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Chuo Spring Co Ltd 制振材料と制振性に優れたばね及びそれらの製造方法
CN1936048A (zh) * 2006-10-20 2007-03-28 西安理工大学 一种聚合物/泡沫锌铝合金复合材料的制备方法
CN102191394A (zh) * 2009-11-09 2011-09-21 中南大学 孔结构参数可控的多孔CuAlMn形状记忆合金的制备方法
CN102031405A (zh) * 2010-12-09 2011-04-27 河北工业大学 多孔CuAlMn形状记忆合金的制备方法
CN102808101A (zh) * 2012-08-30 2012-12-05 河北工业大学 多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法
CN105568019A (zh) * 2016-02-24 2016-05-11 河北工业大学 一种CuAlMn形状记忆合金晶粒的细化方法
CN107043867A (zh) * 2017-01-09 2017-08-15 河北工业大学 一种多孔铜基形状记忆合金的制备方法
CN106893261A (zh) * 2017-02-13 2017-06-27 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种轻质高强多孔金属复合阻尼材料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴瑞祥,龚深: "孔结构参数可控的多孔CuAlMn形状记忆合金的制备", 《金属材料与冶金工程》 *
富慧等: "形状记忆聚偏氟乙烯/丙烯酸酯/碳纳米管纳米复合材料的导电及导热性能", 《应用化学》 *
富慧等: "碳纳米管的加入对聚偏氟乙烯/丙烯酸酯共混物形状记忆性能的影响", 《应用化学》 *
王倩等: "多孔CuAlMn 形状记忆合金的制备及其压缩特性", 《河北工业大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112481519A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 河北工业大学 一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法
CN112481519B (zh) * 2020-11-10 2021-10-08 河北工业大学 一种高阻尼CuAlMn形状记忆合金的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109277571B (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60133196T2 (de) Pyrolysiertes, hartes kohlenstoff-material, herstellung und seine verwendung
US20180354862A1 (en) Sound absorption material preparation method, sound absorption material and filling method thereof
CN106180745A (zh) 一种泡沫铜粉及其制备方法
US11217219B2 (en) Method for preparing sound-absorbing article, and sound-absorbing article
WO2017092243A1 (zh) 介孔吸音材料颗粒的制备方法和介孔吸音材料颗粒
CN109664566A (zh) 一种轻质宽频带多层结构吸波复合材料及其制备方法
CN108164814A (zh) 一种具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法
CN104046826B (zh) 一种泡沫镁基材料及其制备方法
CN103787331A (zh) 一种介孔发达的沥青基球形活性炭的制备方法
CN100402683C (zh) 防锈闭孔泡沫铝合金及其制备方法
CN105779806A (zh) 一种泡沫金属复合材料的制备方法
CN109850870A (zh) 一种高强度炭气凝胶及其制备方法和应用
CN109277571A (zh) 一种铜铝锰合金/聚合物/碳纳米管阻尼材料及制备方法
CN109482882A (zh) 具有微观定向孔结构的泡沫金属及其制备方法
CN103342574A (zh) 增强型块体纳米碳纤维/碳复合材料及其制备方法
CN107460385B (zh) 一种轻质泡沫Mn-Cu合金高阻尼材料及其制备方法
Sharma et al. PM processed titanium foam: influence of morphology and content of space holder on microstructure and mechanical properties
CN105803298A (zh) 一种用造孔剂制备泡沫钢的方法
Wang et al. Coaxial 3D printed anisotropic thermal conductive composite aerogel with aligned hierarchical porous carbon nanotubes and cellulose nanofibers
CN107858542B (zh) 一种微米孔径闭孔泡沫镁合金复合材料制备方法
CN107511482B (zh) 一种由焦炭复合发泡剂制备泡沫金属的方法
Liu et al. Characterization of the electromagnetic shielding and compressive behavior of a highly porous titanium foam with spherical pores
CN108405848A (zh) 一种多孔镍骨架材料及其制备方法
CN107552796B (zh) 一种由树脂微球堆积制备泡沫金属的方法
CN107552797B (zh) 一种采用冷冻拉丝工艺制备泡沫金属的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant