基于多重能量转换的高性能减振材料的研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:grnjade
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在日常生活中减振材料有很多的用途,高聚物由于其本身的结构性能特点而被广泛的应用于减振材料。由于高聚物的减振阻尼性能在很大程度上依赖于高聚物的粘弹性能,从而大大限制了高聚物减振材料的应用范围。本论文旨在研究如何不依赖或者少依赖高聚物本身的粘弹性能来得到高减振性能的复合材料,即基于多重能量转换来设计高性能减振材料。本论文主要包括三个方面的研究内容: ·氯化聚乙烯(CPE)/压电陶瓷(PZT)/气相生长碳纤维(VGCF)复合材料; ·CPE/双[(2-羟基-3-环己基-5-甲基)-苯基]甲烷(ZKF)/VGCF复合材料; ·CPE基有机小分子混杂型复合材料 CPE/PZT/VGCF减振复合材料:利用压电和导电填料填充高聚物基体,当复合材料受到机械振动时,通过高聚物基体将机械振动能传递到压电陶瓷粒子上,利用压电陶瓷的压电效应,将机械能转换成电能,则电流在导电粒子产生的回路中流动,由于导电回路具有一定的电阻,所以电能又转变成热能耗散掉,从而起到减振的目的。通过对CPE/PZT/VGCF复合材料的导电性能和粘弹性能的研究发现: (1)随着VGCF体积分数的增加,CPE/PZT/VGCF复合材料呈现由绝缘材料到半导体、导体材料的导电特性。由于PZT的存在对VGCF导电网络的形成具有双重的作用,这反映到电导率随VGCF体积分数的变化曲线上,则是在半导区存在一个明显的半导区平台。 (2)通过对CPE/PZT/VGCF复合材料动态机械性能的测试结果表明,VGCF的体积分数当处于半导区时具有更为显著的压电导电减振作用效果。这是由于当VGCF含量太少时(低于8%),复合材料中导电网络还没有来得及形成,起不到能量损耗的目的;而当VGCF含量太高时(高于20%),电导率太高,复合材料成为电的良导体,电能与热能之间的转换效率很低,能量损耗也不高。只有VGCF体积分数在半导区含量时,CPE/PZT/VGCF复合材料的压电导电减振机制才明显的发挥作用。博士论文:基于多重能量转换的高性能减振材料的研究 (3)可以将CPE/PZT/VGCF复合材料设计成一个包含电阻和电容的等效回路,这样可以很好的解释在VGCF的半导区间内,复合材料具有较高的电导率时复合材料的压电导电减振作用更为明显。 (4)由于R=1/“(旧寸,压电导电所产生的耗能P才一能够取得最大值,所以针对不同振动的频率,可以设计不同电导率的压电导电减振复合材料来提高复合材料的减振性育旨。CPE/ZKF那GCF复合材料:针对cPE/PzT/vGcF复合材料中由于cPE和PzT之间模量差异较大,导致CPE和PZT之间的应力传递欠佳,影响力一电变换效率,从而压电导电减振作用效果并不十分显著的现象;本章中采用极性有机小分子双「(2一轻基-3一环己基一5一甲基)一苯基]甲烷(ZKF),而不采用PZT,消除了PzT与CPE模量方面差异的影响。通过对CPE/ZKF/VGCF复合材料的分析探讨得出: (1) CPE/ZKF脚GCF复合材料的导电曲线上并不存在类似CPE/PZT浑GCF复合材料的半导区平台,这是由于CPE亿KF/VGCF复合材料的制备是在CPE和ZKF熔融的状态下的分子水平的共混,进一步证明了PZT对导电回路形成的双重作用;同时,由于ZKF对VGCF的包覆作用,使CPE亿KF那GCF复合材料导电临界值较高。 (2) CPE/Z灯周GcF复合材料的Tg随VGCF体积分数的增加而升高,另外,cPE/z舒/vGcF复合材料的Tg比基体CPE的Tg有大幅度的升高,升高了近20 Oc,说明在CPE/Z盯/VGCF复合材料中,可能存在ZKF对CPE的反增塑作用。 (3)当VGCF体积分数为O%时,CPE/ZKF(质量比60/40)复合材料的tans峰值(l .505)比纯CPE的tan6峰值(0 .830)高得多,说明ZKF的引入大大提高了CPE玻璃化转变附近的减振能力。 (4)CPE/ZKF娜GCF复合材料导电性能对减振性能未发现显著影响,也进一步说明,cPE/zKF周GcF复合材料减振能力的增强是由于ZKF引入的结果,而与宏观导电性能无关,从而,CPE与ZKF之间可能存在某种相互作用引起减振能力的显著提局。博士论文:基于多重能量转换的高性能减振材料的研究CPE基有机小分子混杂型复合材料:为了进一步分析cPE与极性有机小分子之间的相互作用引起减振性能的增强,选择与CPE具有不同相容性能的两种有机小分子:ZKF和AO一18,通过本章的分析发现: (l)通过CPE与小分子之间的氢键作用能够显著的提高高分子之间的相互作用力,一方面,使此类混杂材料的减振能力得到飞跃;另一方面,通过调整混杂材料中有机小分子的含量,能够较大程度的改变混杂材料的Tg,从而使混杂材料的Tg具有良好的可设计性,为进一步开发此类高性能减振混杂材料提供了新思路。 (2)有机小分子(ZKF和AO一18)对CPE减振能力的显著增强作用可以归因于CPE与有机小分子之间以氢键缔合为主的相互作用。当有机小分子含量增加时,氢键作用的数量增多,从而在高分子链之间的形成缔合点的概率增加,使CPE之间的相互作用力增强。 (3)由于小分子本身的结构性能的差异以及CPE与ZKF、AO一[8之间作用程度的不同,使CPE与ZKF、AO一18之间具有不同的相容性能。CPE与ZKF基本上属于理想相容状态,而CPE与
其他文献
<正> 长期以来,公路部门道路内部工程施工主要注重的是质量检查和监督,对工程价款的核算无暇顾及,特别是对错综复杂的成本核算更是无法过问,工程经费的支出由施工单位自我控
<正>~~
作者应用等离子发射光谱法,研究了吉林大山参生长地土壤无机元素的组成及其含量,初步测出23种,其中含植物必需的大量和微量元素12种。为选择和创造适宜人工山参生育的土壤条
由于其量子限域效应、高比表面积及其在光学和催化等领域的应用前景,金属纳米粒子引起了研究人员的广泛兴趣。然而在制备功能材料和器件时通常要求将纳米粒子在基质中或基质
研究了六味地黄汤中和四物汤中各单味药的铜、锌、铁、钙、镁等元素的含量及煎出率,并与复方煎出率作了比较。实验结果表明,不同生药中诸元素的煎出率有很大差异,各生药中元
《太空探索》由中国宇航学会主办,以引导广大公众树立科学意识和科学精神为办刊宗旨,以用生动的故事情节演绎科普知识和以精美的视觉画面打动读者为己任,力争成为&#39;国内一
贫困生是高等学校的一个特殊群体。如何引导和教育这一群体,对于高校的稳定起着极其重要的作用。本文主要分析了贫困生的思想状况,如何实施引导和教育,以及完善贫困生的资助工作
由铁磁金属纳米颗粒分散在氧化物绝缘介质中形成的颗粒膜近年来引起人们极大的研究兴趣,这不仅是因为在这种系统中发现了较大的隧道型巨磁电阻效应,这种巨磁电阻效应是继在金
实验结果发现老年大鼠主动脉和肺中胶原含量明显高于青年大鼠组,而服用黄芪老年大鼠组则低于老年鼠对照组与青年大鼠组相接近。
<正>能花一中午的时间翻遍《法律人的明天会怎样》,不仅仅得益于作者严谨的逻辑和缜密的架构,也归功于译者深厚的功底和流畅的表达,一部思想和语言兼具、内涵和形式齐备的译