Mg-Al、Mg-粘彈材料復(fù)合板的制備及力學(xué)和阻尼性能研究.pdf

1、鎂及其合金除了具有密度小、比強度高、電磁屏蔽能力好等優(yōu)點外，還是阻尼性能最好的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，在材料輕量化及減振降噪的應(yīng)用十分具有潛力。然而鎂合金的強度較低，耐蝕性較差，這也制約了它在實際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。材料的復(fù)合化是開發(fā)新型材料的一種有效方法，可以結(jié)合不同材料的性能特征，彌補各組元材料的不足，得到綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料。因此，本文以鎂為基礎(chǔ)，通過“金屬和金屬”以及“金屬和非金屬”這兩種復(fù)合方式，制備出 Al/Mg/Al三明治結(jié)構(gòu)復(fù)

2、合板和Mg/玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合板，并主要對其力學(xué)性能、阻尼性能及振動性能進(jìn)行研究，為鎂基復(fù)合板的開發(fā)應(yīng)用打好基礎(chǔ)。
　　采用熱軋工藝得到由不同初始厚度Al、Mg板制備而成的Al/Mg/Al三明治結(jié)構(gòu)復(fù)合板，并根據(jù)復(fù)合板中Al、Mg層的厚度，制備出了單層純Al軋板及純Mg軋板。復(fù)合板的界面平直，沒有孔洞裂紋等不穩(wěn)定因素，界面結(jié)合良好。Al、Mg層的相對含量對復(fù)合板的力學(xué)性能有較大影響。復(fù)合板的室溫阻尼性能介于其單層純Mg、純A

3、l的阻尼性能之間，主要受其中Mg層的影響，并保留了Mg層高阻尼的特性，而復(fù)合板的高溫阻尼性能則主要受其中Al層的影響。在對復(fù)合板的退火中確定了最佳退火工藝為250℃退火2h，促進(jìn)界面原子擴散的同時沒有形成對界面不利的金屬間化合物 Mg2Al3。退火過后，復(fù)合板的屈服強度、抗拉強度有所下降，延伸率則略有提高。此外，退火工藝對復(fù)合板的室溫阻尼性能有較大影響，在低溫短時間退火會使復(fù)合板的室溫阻尼性能有所下降，但在低溫長時間退火或高溫下退火時，

4、復(fù)合板的阻尼性能則明顯提高。復(fù)合板的室溫阻尼性能受到其單層組元阻尼性能以及界面效應(yīng)的雙重影響，隨著退火時間的延長、退火溫度的升高，界面效應(yīng)對復(fù)合板的阻尼性能發(fā)生由不利到有利的轉(zhuǎn)變。1.5mmAl/3mmMg/1.5mmAl復(fù)合板在振動測試中始終具有最好的減振效果。
　　采用真空灌注法制備Mg/玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合板。增強玻璃纖維對復(fù)合板的力學(xué)性能有較大影響，并且增加玻璃纖維布層數(shù)能明顯提高復(fù)合板的屈服強度。而增加Mg板厚度，復(fù)

5、合板的屈服強度和抗拉強度有所下降，延伸率略有提高，但整體相比玻璃纖維而言，Mg板對復(fù)合板的力學(xué)性能影響較小。Mg/玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合板的阻尼性能在低應(yīng)變下基本滿足復(fù)合材料混合定律，而在高應(yīng)變下則較為不符合，這與復(fù)合板的結(jié)合效果有關(guān)。玻璃纖維布層數(shù)和Mg板厚度，對復(fù)合板的阻尼性能影響不大，但對振動性能有顯著影響。改變玻璃纖維布層數(shù)主要是通過影響復(fù)合板的最大響應(yīng)加速度來影響其最大響應(yīng)位移，改變Mg板厚度主要是通過影響復(fù)合板的固有頻率來