2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、阻尼材料廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、機械、交通等領(lǐng)域,在阻尼材料的發(fā)展和研究中,壓電阻尼材料因其新的能量損耗機制以及可能實現(xiàn)部分或完全的主動阻尼控制而受到越來越多的關(guān)注。本文以性能優(yōu)良的熱固性雙酚A型環(huán)氧樹脂為基體、鈮鎂鋯鈦酸鉛(PMN)為壓電相、導(dǎo)電炭黑(CB)和納米碳纖維(CNFs)為導(dǎo)電相,采用樹脂澆注成型方法制備了0-3型壓電相/導(dǎo)電相/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料;主要研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、力學性能、介電性能及阻尼性能,探討了壓電阻尼復(fù)合材

2、料的耗能機理,為智能型壓電阻尼復(fù)合材料的應(yīng)用和開發(fā)提供了重要的理論依據(jù)。 本論文工作得到了以下的重要結(jié)論: 陶瓷相、導(dǎo)電相對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和力學性能都有較大的影響。PMN含量小于20%時,陶瓷顆粒和導(dǎo)電相均勻地分散在環(huán)氧樹脂基體中,樹脂對功能體浸潤良好,復(fù)合材料的彎曲強度增大,PMN大于30%后彎曲強度降低;隨CB含量增大,PMN/CB/EP復(fù)合材料的彎曲強度先略有增大后降低,隨CNFs含量增大,PMN/CNFs/EP復(fù)

3、合材料的彎曲強度降低到最低值后又因CNFs的增強作用而升高。另外,復(fù)合材料具有較高的模量(2~6GPa),可以作為結(jié)構(gòu)阻尼材料或與結(jié)構(gòu)材料一起使用。 陶瓷相對PMN/EP復(fù)合材料的介電性能有較大的影響。隨陶瓷含量的增大,PMN/EP的ε非線性增大,PMN體積分數(shù)從0%增加到50%時,復(fù)合材料的ε從4.7增加到29.87;PMN/EP的介電損耗增大。隨頻率的增大,復(fù)合材料的ε下降趨勢,當頻率大于105Hz后ε降緩慢并趨于穩(wěn)定。壓電

4、陶瓷的粒徑大小對ε有較大的影響,粒徑越大ε高,而且ε頻率增大而下降的趨勢越大。隨著溫度升高,ε有增大,在測試溫度范圍內(nèi),介溫曲線比較平緩。PMN/EP復(fù)合材料的介電性能具有良好的溫度和頻率穩(wěn)定性。 導(dǎo)電相對壓電陶瓷/導(dǎo)電相/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和介電性能有較大的影響。隨導(dǎo)電相含量的增大,復(fù)合材料的電阻率降低,當CB含量為樹脂質(zhì)量的6%、CNFs含量為樹脂質(zhì)量的0.6%時,PMN/CB/EP、PMN/CNFs/EP復(fù)合材料由

5、絕緣體向半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變,此時的體積電阻率約為108 Ω·m數(shù)量級。隨導(dǎo)電相含量增大,PMN/CB/EP、PMN/CNFs/EP復(fù)合材料的介電常數(shù)ε、介電損耗tanδ增大,并在含量達到逾滲閾值時,ε、tanδ迅速增大。 壓電陶瓷對PMN/EP復(fù)合材料的阻尼性能也有較大的影響,當陶瓷粒徑為7~35μm、體積分數(shù)為20%時,復(fù)合材料的βmax,TA和△T達到最大值,阻尼性能最好。PMN/EP復(fù)合材料的阻尼耗能由三部分貢獻:環(huán)氧樹脂的粘彈性

6、阻尼、界面摩擦耗能和介電損耗耗能。引入導(dǎo)電相后,壓電相/導(dǎo)電相/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻尼損耗因子增大,壓電阻尼作用機制發(fā)揮最大作用的條件是復(fù)合材料的電阻率處于絕緣體-半導(dǎo)體的逾滲轉(zhuǎn)變區(qū),此時電阻率約在108Ω·m數(shù)量級,導(dǎo)電相能夠形成完整的導(dǎo)電通道并有效地將電荷轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。壓電相/導(dǎo)電相/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻尼能力隨動態(tài)載荷大小和頻率的增大而增大,表現(xiàn)出一定的自適應(yīng)阻尼控制性。在壓電陶瓷/導(dǎo)電相/環(huán)氧樹脂復(fù)合體系中,復(fù)合材料的阻尼由

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