【行業資訊】隔振材料成為新興材料熱點

　　隨著我國經濟社會的快速發展，高性能抗衝擊、減震吸能的防護材料，在國防軍工、工業建設、汽車安全、兒童保護、體育用品以及日常生活中有著廣泛的應用，因此，這一類材料長期以來一直是科學界和工業界的研發熱點。　　隨著城市建設、航天航空、交通運輸的發展，減振隔振技術及應用，越來越凸顯其價值和必要性，也越來越受到各領域的關注，成為一個新興的熱點產業。　　近年來，我國經濟發展迅猛，城市建設、高速交通、航空航天日益向大型化發展。城市噪音、機械噪音、振動噪音已成為城市公害。城鐵線路對周圍環境產生一定的振動與雜訊污染，特別是對沿線居住文教區和文物古迹保護區，線路下穿處的振動危害就更為突出。　　振動雜訊出現的領域包括建築物中央空調、冷水機組的隔振試驗台、 艦船發動機的隔振及艦載、車載敏感設備的抗衝擊隔振地鐵、輕軌、高速鐵路的隔振、橋樑的減振、建築物的抗震和被動隔振等等。　　因此，新型的隔振技術和隔振材料應運而生。　　阻尼合金技術及應用　　雜訊所造成的污染和危害越來越受到人們的重視。由此也對阻尼材料的減振、降噪性能提出了更高的要求。在兵器工業中，坦克傳動部分（變速箱、傳動箱）阻尼材料技術的應用，大大減輕了主戰坦克傳動部分產生的振動和雜訊；航天、航空工業中，阻尼材料主要用於製造火箭、導彈、噴氣機等控制盤或陀螺儀的外殼，阻尼材料的使用，可以提高衛星、航天飛船發回信息的準確性和導彈命中的精確性。　　在艦船領域中，阻尼材料用於製造推進器、傳動部件和艙室隔板，有效地降低了來自於機械零件嚙合過程中表面碰撞產生的振動和雜訊。　　阻尼材料可在不改變艦船原有設計和設備的條件下進行有效減振降噪，從而可使艦船有效避開雷達和聲納的遠程探測，從根本上提高艦船的隱身化水平。　　阻尼銅合金　　阻尼材料是指在一定的條件下，通過吸收能量使其具有可以減振、降噪等阻尼效應的材料。　　具有阻尼效應的銅合金主要有錳銅合金，屬於孿晶型合金材料。　　為了提高結構的阻尼性能，可將結構材料和阻尼材料組合成複合材料，即由結構材料承受應力，阻尼材料產生阻尼作用，以達到控制振動和降低雜訊的目的。　　阻尼產生的機理：高密度孿晶亞結構，在外部應力的作用下，由於顯微孿晶界的移動和磁矩的偏轉而吸收外部能量，從而使應力鬆弛，起到較好的減振、降噪效應。　　錳銅阻尼合金可以起到減震、降噪和提高疲勞壽命的作用，在製作防振和消聲設備方面具有重要作用。主要用於防振設備的緊固件、泵體、機座、減速器上的齒輪等。其最典型的用途是潛艇用螺旋槳。　　新型泡沫金屬材料　　泡沫金屬是一種由金屬基體和氣孔組成的新型結構功能材料。以前金屬中的氣孔一般都被當作缺陷來對待，因為它們往往是裂紋形成和拓展的中心，人們一直致力於消除鑄造縮孔、焊接介面、表面塗層中的氣孔，從而提高材料的力學性能。泡沫金屬恰恰是利用了這種缺陷，讓材料在犧牲部分力學性能的同時獲得較好的綜合性能。泡沫金屬材料綜合了低密度、高剛度、衝擊吸能性好、低熱導率和磁導率、良好阻尼等特性，具有其他材料無法比擬的優勢。　　泡沫鋁材料　　泡沫鋁合金是在純鋁或鋁合金中加入添加劑後，經過發泡工藝而成，是一類內部存在大量氣泡、且氣泡分布在連續金屬相中形成孔隙結構的複合材料，它同時兼有金屬和氣泡的特徵。由於泡沫鋁是由基體和孔洞組成，應變強烈滯後於應力，壓縮應力-應變曲線上有較長的屈服平台，是一種具有良好吸能特性的材料。進入孔洞的聲波會發生漫反射，消耗聲音能量，所以泡沫鋁又是很好的吸聲材料。由於其特殊的結構特點，泡沫鋁可以將多種性能結合在一起，這是傳統材料所不能達到的。目前常用的泡沫鋁基體鋁合金是2xxx、6xxx、7xxx或鍛鋁合金（例如A201460606061等）。泡沫鋁在交通運輸工業，航天事業和建築結構工業等方面都具有較大的應用空間。　　泡沫鋁質輕且比剛度高的特點為交通工具領域實現輕量化、提高燃油率開闢了一條新的途徑。研究表明，多孔鋁夾心材料所製造轎車頂蓋板，其剛度比原來鋼構件大7倍左右，而其質量卻比鋼件小25%。目前鋁基多孔材料已在汽車的側部保險杠、擋泥板、車門內飾、發動機支架等零部件上得到應用。　　泡沫鋁可用來製作大跨度建築（如奧運場館、飛機庫、廠房、影劇院等）的牆體和屋頂，它還可製作錄音室、歌廳、音樂廳、咖啡廳、寫字樓的間隔，也可製作錄音室、影劇院、報告廳等場所的吸音裝飾板，同時也可以放置於地板下面可以起到樓層之間的隔音作用。　　泡沫鎂金屬材料　　隨著現代各種武器裝備、汽車零部件等對結構質量要求不斷地提高，密度最低的金屬鎂無疑成為了最佳的選擇材料。由於鎂合金具有比強度高、比剛度高和負電性高，導熱性、阻尼性、生物降解和吸收性能好，抗電磁干擾，易於回收等一系列優點，若將鎂合金製作成泡沫材料，在汽車、航空航天、造船業及海陸空武器裝備、建築業、醫療業方面將具有廣闊的應用前景。在生物醫學上，泡沫鎂的孔結構與人骨組織非常相似，可以通過調整孔隙率使它的楊氏模量和強度與人體骨骼組織相匹配，並且泡沫鎂的多孔結構能夠更好地使植入物與人體組織整合。在航空航天和車輛領域，三明治式的泡沫鎂夾板結構作為汽車及空間飛行器的外殼得到廣泛的應用，夾板的芯層為泡沫鎂合金，上下層為鋁板或其他薄板。該結構材料的特點是密度低，彈性好，當受力壓縮變形後，可憑自身的彈性恢復原料形狀，發生碰撞時，能夠吸收撞擊能量。　　儘管泡沫鎂具有以上諸多優點，但研究時間較短，目前對其認識遠遠不及泡沫鋁。究其原因，在很大程度上是由於泡沫鎂的製備困難。因為鎂的活性遠高於鋁，易高溫氧化和燃燒，熱物理性能與鋁也有較大差別，這就造成了成本相對較低、工藝相對簡單的熔體發泡法在製備泡沫鎂時也面對了很大困難。日本名古屋國家工業研究所以AZ91鎂合金為原料，採用熔模鑄造法製備出了密度為0.05的開孔鎂合金多孔材料。此外，中國科學院金屬研究所在傳統的熔體發泡法工藝原理基礎上研究設計了製備閉孔泡沫鎂的熔體發泡工藝，製備出了尺寸相對較大，結構均勻，孔隙率在67%~82%的泡沫鎂。通過各種方法製備的泡沫鎂樣品中，既有開孔結構又有閉孔結構，但是所制樣品的尺寸普遍較小，孔隙率範圍幅度較小，而且孔結構的均勻性有待提高。
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