CN114591077B - 一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和应用 - Google Patents

一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和制备方法，该制备方法包含：(S1)将Cr2O3和5种稀土氧化物进行球磨；(S2)将球磨后的混合物经干燥、过筛和压块后进行第一次烧结，在空气气氛下升温到700～900℃，得到初步陶瓷体；(S3)将所述的初步陶瓷体经粉碎、过筛和压块后进行第二次烧结，在空气气氛下升温到1200～1500℃，得到铬酸稀土高熵陶瓷块体；(S4)将所述的铬酸稀土高熵陶瓷块体经粉碎、球磨、干燥和过筛后得到低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体。本发明将制备好的高熵陶瓷粉体通过一步发泡法掺杂进发泡硅橡胶基体中，得到的发泡硅橡胶复合材料在100～300Hz范围内具有良好的吸声性能。

Description

一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料制备，具体涉及一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和应用。
背景技术
噪声污染已成为一种严峻的环境问题，严重制约着社会的可持续发展，尤其是低频噪声，因其长波长和高穿透力而难以被有效吸收，对人的健康有着极大的危害。声学超材料对低频声波有着良好的吸收效果，但绝大部分声学超材料因其不可变的复杂结构而难以得到大范围的应用。因此，开发一种能够在低频区有大范围应用潜力的吸声材料是很有必要的。
硅橡胶因其优良的阻尼性能、耐火性能和形状可调节等性能而被广泛应用于各个领域，在低频声波吸收方面也有着应用的潜力。但常规的硅橡胶材料的吸声频段范围较窄，应用场景受到较大限制，因此需要通过一定的改性手段拓宽其低频吸收频带，扩大其使用范围。对硅橡胶进行发泡处理和进行特殊的吸声材料的掺杂在一定程度上能够改善硅橡胶的吸声性能，是有效的改性手段。
高熵陶瓷作为一种利用熵稳定原理制备的新兴陶瓷材料，通常含有5种及5种以上的元素，因其本身巨大的晶格畸变效应和“鸡尾酒”效应使其有着区别于传统陶瓷材料的众多性能。高熵陶瓷材料在热防护、电磁屏蔽与吸收和电池材料等领域有着广泛的应用，但在声学领域的应用还鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和制备方法，通过固相反应法制备铬酸高熵陶瓷粉体，得到的高熵陶瓷粉体结晶性良好、物相纯洁、颗粒均匀，将制备好的高熵陶瓷粉体通过一步发泡法掺杂进发泡硅橡胶基体中，得到的发泡硅橡胶复合材料在100～300Hz范围内具有良好的吸声性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体，该制备方法包含：
(S1)将Cr2O3和5种稀土氧化物进行球磨，所述Cr2O3和总的稀土氧化物的摩尔比为1:1，各稀土氧化物的物质的量相等；其中，所述稀土氧化物选自氧化镧(La2O3)、氧化钕(Nd2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化铕(Eu2O3)、氧化钆(Gd2O3)、氧化钬(Ho2O3)、氧化铒(Er2O3)、氧化铥(Tm2O3)、氧化镱(Yb2O3)、氧化镥(Lu2O3)；
(S2)将球磨后的混合物经干燥、过筛和压块后进行第一次烧结，在空气气氛下以3～10℃/min的速率升温到700～900℃，得到初步陶瓷体；该第一次烧结能够稳定铬元素，在该温度区间内都可以实现，在烧结过程中，烧结温度的快慢影响晶粒在烧结过程中的生长，升温速率在此区间内均可；
(S3)将所述的初步陶瓷体经粉碎、过筛和压块后进行第二次烧结，在空气气氛下以3～10℃/min的速率升温到1200～1500℃，得到铬酸稀土高熵陶瓷块体；该第二次烧结能够合成所需结构，在该温度区间内都可以稳定合成，在烧结过程中，烧结温度的快慢影响晶粒在烧结过程中的生长，升温速率在此区间内均可；
(S4)将所述的铬酸稀土高熵陶瓷块体经粉碎、球磨、干燥和过筛后得到铬酸稀土高熵陶瓷粉体。
优选地，在步骤(S2)中，所述压块的压力为2～5MPa；在步骤(S3)中，所述压块的压力为5～30MPa。第一次压块属于初步合成，压力无需太高，方便进行粉碎，第一次压力过大将增大粉碎的难度；第二次压块为最终合成，需要较高的压力帮助烧结，第二次压力过小将增加合成过程的时间。
优选地，在步骤(S2)中，所述压块的保压时间为0.5～5min；在步骤(S3)中，所述压块的保压时间为3～10min。压块的目的是促进合成，两次压块采用不同的时间，在这个时间内均已经能够达到压制成型的目的，第一次时间过长将增大粉碎的难度，第二次时间过短将增加合成过程的时间。
优选地，在步骤(S2)中，所述第一次烧结的保温时间为2～10h；在步骤(S3)中，所述第二次烧结的保温时间为2～10h。
优选地，在步骤(S2)中，所述过筛选用的100～200目筛；在步骤(S3)中，所述过筛选用的100～200目筛；在步骤(S4)中，所述过筛选用的200～400目筛。通过过筛，方便在不同的压力下压块，缩短高温煅烧时间。
优选地，在步骤(S1)中，所述球磨的转速为200～500rpm，时间为6～24h；在步骤(S14)中，所述球磨的转速为200～500rpm，时间为6～24h。
本发明的另一目的是提供一种采用所述的制备方法获得的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体。
本发明的另一目的是提供一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料的制备方法，该制备方法包含：
(S100)将黏度为1500±200mm2/s的羟基硅油、黏度为20000±1000mm2/s的羟基硅油、抑制剂和如权利要求7所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体按质量比为(195～196):(65～66):1:(8～9)搅拌混合形成均匀的初步混合物；其中，所述抑制剂选用炔醇类抑制剂；为了实现不同程度的交联，本发明采用了两种不同黏度的羟基硅油；炔醇类抑制剂作为硅橡胶合成过程中的反应延时剂，可以选用1-乙炔基-1-环己醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇或3-甲基-1-十二炔-3-醇，本实验中优选为1-乙炔基-1-环己醇；
(S200)将催化剂、聚甲基氢硅氧烷和所述初步混合物混合并搅拌均匀，所述催化剂、聚甲基氢硅氧烷和总羟基硅油的质量比为1:(33～34):(266～267)，得到均匀浆料；其中，所述催化剂选用铂金络合物催化剂；铂金络合物催化剂具体可以选用铂-乙烯基硅氧烷络合物；
(S300)将所述均匀浆料室温发泡固化，通过羟基硅油的羟基与聚甲基氢硅氧烷发生脱氢缩合，产生氢气，形成气泡，得到低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
优选地，在步骤(S100)中，搅拌速度为100～600r/min，搅拌时间为3～30min；在步骤(S200)中，搅拌转速为100～600r/min，搅拌时间为10～30s；在步骤(S300)中，室温发泡固化的时间为10～24h。
本发明的另一目的是提供一种采用所述的制备方法获得的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
本发明的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体及其复合材料和制备方法，具有以下优点：
(1)本发明提供的分段烧结法有效抑制了铬元素在高温下的挥发，分段烧结的第一步温度低于900摄氏度，会使粉体形成初步固溶体，稳定铬元素，得到了颗粒均匀/物相纯洁的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体，制备工艺简单；
(2)本发明采用物理发泡(搅拌过程中混入的空气形成小气泡)和化学发泡(利用脱氢缩合反应产生的氢气进行发泡)两种发泡手段相结合的发泡手段，得到泡孔均匀分布的发泡硅橡胶复合材料，避免了传统橡胶的混炼和硫化过程，简化了制备工艺；
(3)本发明首次提出将低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂进发泡硅橡胶，得到了粉体分布均匀的发泡硅橡胶复合材料，并应用在低频声波吸收领域；
(4)本发明制备的发泡硅橡胶复合材料形状可调节，具有极低的热导率(<0.1W·(mK)-1 )，在低频(100～300Hz)范围内具有可调节的优良的吸声性能，能够大范围的应用于各种复杂的场景中。
附图说明
图1为本发明实施例1的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的扫描电镜图。
图2为本发明实施例2的发泡硅橡胶复合材料泡孔的扫描电镜图。
图3为本发明实施例3的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体XRD图。
图4为本发明实施例3的发泡硅橡胶复合材料的吸声系数图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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
一种铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3粉体，其制备过程具体如下：
(S1)分别称取0.016mol的La2O3、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3粉末以及0.08mol的Cr2O3粉置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速400rpm，球磨12h；
(S2)将步骤(S1)球磨后的混合物置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过100目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为3MPa，压制1min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度850℃，升温速度5℃/min，保温时间4h，得到初步陶瓷体；
(S3)将得到的初步陶瓷体经玛瑙研钵粉碎后过100目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为15MPa，压制5min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度1300℃，升温速度5℃/min，保温时间2h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3块体；
(S4)将铬酸稀土高熵陶瓷块体用玛瑙研钵碾碎，置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速400rpm，球磨12h，将球磨后的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过400目标准筛进行筛分，筛分后得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3粉体。
如图1所示，为本发明实施例1的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的扫描电镜图，从图中可以看出，粉体直径分布较为均匀，属于微米级粉体。
一种铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料，其制备过程具体如下：
(S100)分别称取黏度为1500mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化硅橡胶)180g、黏度为20000mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化甲基硅橡胶)60g、抑制剂(1-乙炔基-1-环己醇)0.92g和上述制备的铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3粉体8.20g置于烧杯中，设置桨式搅拌器转速为300r/min，搅拌10min，得到均匀的初步混合物；
(S200)称量0.90g催化剂(铂-乙烯基硅氧烷络合物)和30g聚甲基氢硅氧烷于空烧杯中，加入磁力搅拌子，以200r/min磁力搅拌3分钟，搅拌均匀后迅速倒入上述初步混合物中，再在600r/min的转速下搅拌20s，得到均匀浆料；
(S300)将上述均匀浆料倒入内径100mm、高100mm的聚四氟乙烯模具中，发泡固化24h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Gd0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
实施例2
一种铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3粉体，其制备过程具体如下：
(S1)分别称取0.016mol的La2O3、Nd2O3、Gd2O3、Er2O3、Yb2O3粉末以及0.08mol的Cr2O3粉置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速200rpm，球磨24h；
(S2)将步骤(S1)球磨后的混合物置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过200目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为2MPa，压制5min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度900℃，升温速度10℃/min，保温时间2h，得到初步陶瓷体；
(S3)将得到的初步陶瓷体经玛瑙研钵粉碎后过200目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为30MPa，压制3min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度1500℃，升温速度10℃/min，保温时间2h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3块体；
(S4)将铬酸稀土高熵陶瓷块体用玛瑙研钵碾碎，置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速200rpm，球磨24h，将球磨后的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过300目标准筛进行筛分，筛分后得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3粉体。
一种铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料，其制备过程具体如下：
(S100)分别称取黏度为1500mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化硅橡胶)180g、黏度为20000mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化硅橡胶)60g、抑制剂(1-乙炔基-1-环己醇)0.92g和上述制备的铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3粉体8.20g置于烧杯中，设置桨式搅拌器转速为100r/min，搅拌30min，得到均匀的初步混合物；
(S200)称量0.90g催化剂(铂-乙烯基硅氧烷络合物)和30g聚甲基氢硅氧烷于空烧杯中，加入磁力搅拌子，以100r/min磁力搅拌3分钟，搅拌均匀后迅速倒入上述初步混合物中，再在100r/min的转速下搅拌20s，得到均匀浆料；
(S300)将上述均匀浆料倒入内径100mm、高100mm的聚四氟乙烯模具中，发泡固化24h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(La0.2Nd0.2Gd0.2Er0.2Yb0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
如图2所示，为本发明实施例2的发泡硅橡胶复合材料泡孔的扫描电镜图，从图中可以看出，所得复合发泡材料泡孔均匀且呈现闭孔状态。
实施例3
一种铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体，其制备过程具体如下：
(S1)分别称取0.016mol的Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tm2O3、Yb2O3粉末以及0.08mol的Cr2O3粉置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速500rpm，球磨6h；
(S2)将步骤(S1)球磨后的混合物置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过100目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为5MPa，压制0.5min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度700℃，升温速度3℃/min，保温时间10h，得到初步陶瓷体；
(S3)将得到的初步陶瓷体经玛瑙研钵粉碎后过200目标准筛进行筛分，而后将粉末进行压块，设置压块机压力为5MPa，压制10min，压制完成后将坯体放入马弗炉中进行烧结，控制烧结温度1200℃，升温速度3℃/min，保温时间10h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3块体；
(S4)将铬酸稀土高熵陶瓷块体用玛瑙研钵碾碎，置于500mL氧化锆球磨罐中，加入30mL乙醇，160g氧化锆球(大、中、小球的质量比＝1：2：1)进行高能球磨，控制球磨机转速500rpm，球磨6h，将球磨后的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体置于80℃条件下干燥24h，经玛瑙研钵粉碎后过400目标准筛进行筛分，筛分后得到铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体。
如图3所示，为本发明实施例3的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体XRD图，从图中可以看出，通过与PDF标准卡片进行对比，所有特征峰均能较好匹配，可以判断成功得到钙钛矿结构的(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体。
一种铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料，其制备过程具体如下：
(S100)分别称取黏度为1500mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化硅橡胶)180g、黏度为20000mm2/s的羟基硅油(购自英德市科毅硅橡胶有限公司，室温硫化硅橡胶)60g、抑制剂(1-乙炔基-1-环己醇)0.92g和上述制备的铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体8.20g置于烧杯中，设置桨式搅拌器转速为600r/min，搅拌20min，得到均匀的初步混合物；
(S200)称量0.90g催化剂(铂-乙烯基硅氧烷络合物)和30g聚甲基氢硅氧烷于空烧杯中，加入磁力搅拌子，以600r/min磁力搅拌10min，搅拌均匀后迅速倒入上述初步混合物中，再在600r/min的转速下搅拌20s，得到均匀浆料；
(S300)将上述均匀浆料倒入内径100mm、高100mm的聚四氟乙烯模具中，发泡固化24h，得到铬酸稀土高熵陶瓷(Sm0.2Eu0.2Gd0.2Tm0.2Yb0.2)CrO3粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
如图4所示，为本发明实施例3的发泡硅橡胶复合材料的吸声系数图，从图中可以看出，在100～220Hz这一低频区间内，该复合材料存在两个明显的吸声区间，且吸声区间内吸声系数大于0.2，可作为该区间内的吸声材料。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，该制备方法包含：
（S1）将Cr2O3和5种稀土氧化物进行球磨，所述Cr2O3和总的稀土氧化物的摩尔比为1:1，各稀土氧化物的物质的量相等；其中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥；
（S2）将球磨后的混合物经干燥、过筛和压块后进行第一次烧结，在空气气氛下以3~10℃/min的速率升温到700~900 ℃，得到初步陶瓷体；
（S3）将所述的初步陶瓷体经粉碎、过筛和压块后进行第二次烧结，在空气气氛下以3~10 ℃/min的速率升温到1200~1500℃，得到铬酸稀土高熵陶瓷块体；
（S4）将所述的铬酸稀土高熵陶瓷块体经粉碎、球磨、干燥和过筛后得到铬酸稀土高熵陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，在步骤（S2）中，所述压块的压力为2~5 MPa；在步骤（S3）中，所述压块的压力为5~30 MPa。
3.根据权利要求2所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体，其特征在于，在步骤（S2）中，所述压块的保压时间为0.5~5 min；在步骤（S3）中，所述压块的保压时间为3~10 min。
4.根据权利要求1所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，在步骤（S2）中，所述第一次烧结的保温时间为2~10 h；在步骤（S3）中，所述第二次烧结的保温时间为2~10 h。
5.根据权利要求1所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，在步骤（S2）中，所述过筛选用的100~200目筛；在步骤（S3）中，所述过筛选用的100~200目筛；在步骤（S4）中，所述过筛选用的200~400目筛。
6.根据权利要求1所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，在步骤（S1）中，所述球磨的转速为200~500 rpm，时间为6~24 h；在步骤（S4）中，所述球磨的转速为200~500rpm，时间为6~24 h。
7.一种低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包含：
（S100）将黏度为1500±200 mm2/s的羟基硅油、黏度为20000±1000 mm2/s的羟基硅油、抑制剂和如权利要求1-6中任意一项所述的制备方法获得的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体按质量比为（195~196）:（65~66）: 1:（8~9）搅拌混合形成均匀的初步混合物；其中，所述抑制剂选用炔醇类抑制剂；
（S200）将催化剂、聚甲基氢硅氧烷和所述初步混合物混合并搅拌均匀，所述催化剂、聚甲基氢硅氧烷和总羟基硅油的质量比为1:（33~34）:（266~267），得到均匀浆料；其中，所述催化剂选用铂金络合物催化剂；
（S300）将所述均匀浆料室温发泡固化，得到低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料。
8.根据权利要求7所述的低频吸声用铬酸稀土高熵陶瓷粉体掺杂的发泡硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤（S100）中，搅拌速度为100~600 r/min，搅拌时间为3~30min；在步骤（S200）中，搅拌转速为100~600 r/min，搅拌时间为10~30 s；在步骤（S300）中，室温发泡固化的时间为10~24 h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115156003A (zh) * 2022-06-29 2022-10-11 武汉苏泊尔炊具有限公司 利用导磁材料制造导磁层的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020253040A1 (zh) * 2019-06-18 2020-12-24 昆明理工大学 一种高熵稀土增韧钽酸盐陶瓷及其制备方法
WO2021179654A1 (zh) * 2020-03-12 2021-09-16 中国科学院化学研究所 一种碳化物高熵陶瓷及含稀土的碳化物高熵陶瓷及其纤维与前驱体及其制备方法
CN114105629A (zh) * 2020-08-27 2022-03-01 厦门稀土材料研究所 一种铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷的制备方法及应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1315306A (zh) * 2000-03-30 2001-10-03 赵文厚 一种铝铬碳耐火材料
TWI347978B (en) * 2007-09-19 2011-09-01 Ind Tech Res Inst Ultra-hard composite material and method for manufacturing the same
CN105753474A (zh) * 2016-03-31 2016-07-13 中国科学院新疆理化技术研究所 一种锶掺杂铬酸镧热敏电阻材料
CN107602109B (zh) * 2017-05-04 2021-01-26 武汉理工大学 一种Cr3+掺杂富铝镁铝尖晶石荧光透明陶瓷及其制备方法
CN113929446B (zh) * 2021-09-23 2023-01-24 杭州电子科技大学 稀土钙钛矿高熵氧化物材料及其制备方法与应用
CN114243047B (zh) * 2021-12-14 2023-11-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种低温制备金属表面涂层的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020253040A1 (zh) * 2019-06-18 2020-12-24 昆明理工大学 一种高熵稀土增韧钽酸盐陶瓷及其制备方法
WO2021179654A1 (zh) * 2020-03-12 2021-09-16 中国科学院化学研究所 一种碳化物高熵陶瓷及含稀土的碳化物高熵陶瓷及其纤维与前驱体及其制备方法
CN114105629A (zh) * 2020-08-27 2022-03-01 厦门稀土材料研究所 一种铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷的制备方法及应用

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