[发明专利]多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及阻尼材料的制造，具体地说是多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法。

背景技术

振动和噪音不仅破坏环境和损害人体健康，而且还影响机械的质量、缩短设备的寿命、降低仪表的精度和可靠性。因此减振降噪、改善人机工作环境以及设计和生产振动及噪声小的产品就成为了人们亟待解决的问题。研究表明采用高阻尼材料是减振降噪的最为有效的手段。

目前，具有实用前景的阻尼材料主要可以分为两类，一是阻尼金属材料，二是粘弹性的高分子材料。粘弹性的高分子阻尼材料虽然阻尼性能优良，但其硬度和弹性模量过低，一般不可单独作为结构材料使用，相比较而言金属阻尼材料具有优良的力学性能，因而具有更为广阔的应用前景。

在众多阻尼金属材料中形状记忆合金有着其独特的优越性。形状记忆合金由于其马氏体相界、孪晶界面的应力感生运动，可表现出很高的阻尼本领，因此能够有效地衰减振动和冲击等外来机械能。对于金属阻尼材料除了利用其本征阻尼能力以外，近年来，更出现了许多种创新型的阻尼增强方法，其中多孔金属材料采用金属相与宏观孔及微观孔（视孔为第二相）的高性能复合已被证明是较有前途的一种方法。多孔金属材料既保留了金属具有一定强度的特性，同时也具有类似于泡沫塑料的阻尼性能，其阻尼性能高出相应块体材料的5～10倍，具有99%的吸声能力（方前锋，朱震刚，葛庭燧，高阻尼材料的阻尼机理及性能评估，物理，29（2000）：541-545）。综上所述，多孔形状记忆合金材料将成为新一代的阻尼材料被应用。

现有技术CN102131405A披露了多孔CuAlMn形状记忆合金的烧结-脱溶制备方法，利用多孔的途径成功地大幅度提高了CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能。但是该方法制得的多孔CuAlMn形状记忆合金与粘弹性高分子材料相比阻尼本领仍然低很多，同时该多孔CuAlMn形状记忆合金在外加载荷下易在孔壁边缘产生应力集中或微裂纹，从而恶化材料的力学性能，在一定程度上限制了该多孔CuAlMn形状记忆合金作为阻尼材料在工程领域广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法，通过在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中沉积聚苯乙烯层，不仅进一步提高了现有多孔CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能，而且在一定程度上克服了现有多孔CuAlMn形状记忆合金在外加载荷下易在孔壁边缘产生应力集中或微裂纹的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法，步骤是：

第一步，多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理

首先将淬火态多孔CuAlMn形状记忆合金样品在高纯氩气保护下，于室温至350℃温度区间内热循环5～7次，然后置于超声波清洗器中，先用去离子水清洗20～30min，再用无水乙醇清洗20～30min，至该多孔CuAlMn形状记忆合金样品外表面及孔洞内表面粘附的污渍去除干净；

第二步，聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液的配制

首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃＝1∶4～8，取所需量的2-甲基四氢呋喃溶剂，同时称量配比量的聚苯乙烯，然后将称量好的聚苯乙烯与2-甲基四氢呋喃溶剂混合，利用磁搅拌器搅拌40～50min，直至配制得到均匀无色透明的聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液；

第三步，超声震荡

将第二步所配制得到的聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液置于温度控制在25～30℃的超声波清洗器中，然后浸入第一步预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品，进行超声震荡2～2.5h，至聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液充分渗入到多孔CuAlMn形状记忆合金样品三维贯通的孔洞之中；

第四步，在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中沉积聚苯乙烯层，制得多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品

多孔CuAlMn形状记忆合金样品浸入在聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液中经过第三步的超声振荡结束后，静置12～14h，然后将多孔CuAlMn形状记忆合金样品从聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液中取出，并置于50℃恒温干燥箱内烘干2～3h，待2-甲基四氢呋喃溶剂彻底挥发后，在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中沉积了聚苯乙烯层，即制得多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品。