通过简单的碳涂层策略,同步提高轻质聚氨复合材料的机械和室温阻尼性能
Qitan Zheng1, Zhongzheng Zhu1, Junyi Yao1
1State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China.
这项研究通过使用碳涂层空心玻璃微球 (HGMs) 来增强聚氨 (PU) 复合材料的振动阻尼. 这种碳涂层提高了机械强度和阻尼性能,使它们适合轻量化应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 现代工业要求用于航空航天和运输的轻质材料具有高阻尼能力.
- 聚合物弹性体具有潜力,但需要优化,以减轻重量和减少振动/噪音.
研究的目的:
- 开发具有增强阻尼和机械性能的聚氨 (PU) 复合材料.
- 研究碳涂层空心玻璃微球 (HGM) 对PU复合材料性能的影响.
主要方法:
- 为室温性能优化PU的单体组成.
- 将HGM纳入PU矩阵以减少密度和增加刚度.
- 在HGM表面涂碳,以提高接口粘附和性能.
主要成果:
- 在PU复合材料 (HGM@C/PU) 中的碳涂层HGMs (HGM@C) 与未涂层HGMs (HGM/PU) 相比,显示出更好的阻尼性能和更广泛的有效阻尼温度范围.
- 拉力强度 (Rm) 提高了46.8%,最大损耗系数 (tanδmax) 提高了11.0%,重量为10%的HGM@C.
- 声学测试显示传输损失的差异很小,证实了碳涂层后HGM结构完整性.
结论:
- HGM 的碳涂层有效地优化了PU复合材料的接口,显著提高了机械和阻尼特性.
- 开发的HGM@C/PU复合材料为要求高的应用中对轻量级,高阻尼度的材料要求提供了有前途的解决方案.
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