随着船舶海洋领域的发展,船舶对低振动、小噪声的要求不断提高,在复杂的海洋环境下减振降噪材料不仅要高强、抗压、高阻尼和耐磨,还要具有耐老化、耐腐蚀、寿命长等需求。普通橡胶材料已不能满足船舶行业应用的要求,而氟橡胶(FKM)虽然性能优良,适合海洋环境,但其强度低、阻尼温域窄。已有的研究表明,添加无机陶瓷粉体如SiC和B4C等可以显著提高氟橡胶的性能,本研究拟进一步采用无机陶瓷填料对氟橡胶进行改性处理,以期进一步提高氟橡胶的强度、改善刚度稳定性以及耐老化性能。本文利用改性SiC和B4C陶瓷粉体通过机械共混法制备了 FKM复合材料。对复合材料进行了硫化、拉伸、老化及动态力学性能等进行了测试,研究了 SiC和B4C及其含量比FKM复合材料硫化性能、基本力学、老化性能和阻尼性能等的影响;分析了 SiC和B4C颗粒对氟橡胶的增强和改性机理;设计并制造了船舶辅机用阻尼减振器,模拟并预报其静刚度。研究结果表明,单一和混合改性陶瓷粉体改性FKM复合材料具有较好的硫化加工性能。SiC和B4C陶瓷粉体的添加,提高了氟橡胶的硬度,其中B4C颗粒的含量对氟橡胶的硬度影响更大。随着SiC和B4C陶瓷粉体填量的增大,复合材料拉伸强度增大;随着SiC和B4C含量比的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减小,当SiC和B4C含量比为2:8时,(SiC+B4C)/FKM复合材料拉伸强度最大,达13.8MPa。添加SiC陶瓷颗粒后,FKM复合材料老化后的硬度增加,随着SiC陶瓷颗粒含量的增加,SiC/FKM复合材料老化后的硬度逐渐增加,而添加B4C陶瓷颗粒后,FKM复合材料老化后的硬度降低,添加SiC和B4C混合陶瓷粉体后,FKM复合材料老化后的硬度升高,随着SiC和B4C含量比的增大,复合材料老化后的硬度值呈现先增后减的态势。添加SiC陶瓷粉体提高了 FKM复合材料老化后的拉伸强度,添加B4C陶瓷颗粒降低了 FKM复合材料老化后的拉伸强度,混合陶瓷粉体的添加提高了 FKM复合材料老化后的拉伸强度,但随着SiC和B4C含量比的增加,复合材料的老化后的拉伸强度值增加趋势逐渐减弱。单一和混合陶瓷粉体的添加均使FKM复合材料的最大损耗因子值下降,但玻璃化转变温度升高,氟橡胶高温区域的阻尼性能提高,有效阻尼温域也得到了提高。随着SiC和B4C含量比的增加,氟橡胶高温区域的阻尼性能提高。随着B4C含量的增加,B4C/FKM复合材料的振动幅值和阻尼比呈先增大后减小的趋势,而隔振系统的一阶固有频率逐渐增大。当B4C含量为15%时,B4C/FKM复合材料的阻尼比增加至0.24,继续增加B4C含量时,阻尼比降低。成功设计出船舶辅机用阻尼减振器,采用有限元方法对其阻尼元件的静刚度进行了模拟与预报,结果表明,随着上、下层阻尼材料厚度的增加,静刚度值有所增大,其中上层厚度增加影响值较小。