材料参数对液弹阻尼器动态特性的影响

为了探究材料性能参数对液弹阻尼器动态特性的影响规律,采用电液伺服动态试验机研究了液弹阻尼器的载荷-位移曲线、弹性刚度、阻尼刚度和损耗因子随橡胶硬度和阻尼液黏度的变化。试验结果表明:液弹阻尼器91.5%以上的弹性刚度由橡胶部分提供,并且弹性刚度随橡胶硬度的增大而增大;液弹阻尼器84.8%以上的阻尼刚度由阻尼液提供,并且阻尼刚度和损耗因子随阻尼液黏度的增大而增大,随剪切振幅的增大而减小,阻尼液黏度越大阻尼刚度和损耗因子下降幅度越大;当阻尼液黏度由2000 mm^(2)/s增大到10000 mm^(2)/s时,液弹阻尼器的阻尼刚度由2420 N/mm增大到5163 N/mm;当剪切振幅由0.2 mm增大到1.5 mm时,阻尼刚度分别减小18.5%和40.1%。以上结论可为液弹阻尼器的选材提供依据。

航空用苯基硅橡胶生胶的合成及性能研究

为探究生胶结构与应用性能之间关系,设计合成不同苯硅比(Ph/Si)的二苯基硅橡胶生胶和甲基苯基硅橡胶生胶。生胶的DSC分析表明:在苯基改性的硅橡胶生胶中,含苯基硅氧链节的摩尔数量是影响硅橡胶低温结晶、熔融的主要因素;同样苯硅比5%的二苯基硅橡胶生胶是结晶橡胶,而甲基苯基硅橡胶生胶则是非结晶橡胶。硅橡胶硫化胶的物理力学性能分析表明:苯基硅橡胶经热空气老化试验后拉伸强度和拉断伸长率得到较显著的提高,苯基硅氧链节结构形式对耐热影响不显著。硫化胶的低温DMTA分析表明:苯基硅橡胶硫化胶的玻璃化转变温度与苯硅比有关,而与苯基硅氧链节的结构形式关系不大,且随苯硅比的增大,玻璃化转变温度向高温方向移动。压缩耐寒系数分析表明:在相同的苯硅比5%下,非结晶的甲基苯基结构硅橡胶具有更优异的低温性能,结晶的二苯基硅橡胶由于低温结晶使其在较长时间压缩状态下失去橡胶弹性。

不同牌号丁苯橡胶的耐低温性能研究

研究3种牌号丁苯橡胶(SKMS-10,SL-4525-0,SBR1502)的硫化特性、物理性能和耐低温性能。结果表明:SKMS-10具有优异的耐低温性能,生胶的玻璃化转变温度(T_(g))为-73.3℃,硫化胶的T_(g)为-59.8℃,适于在极寒条件下使用;SL-4525-0胶料的F_(max)-FL较大,硫化胶的拉伸强度为19.3 MPa,撕裂强度为53 kN·m^(-1),T_(g)为-48.6℃,具有优异的综合性能;SBR1502硫化胶的拉伸强度高达24.9 MPa,撕裂强度为49 kN·m^(-1),但T_(g)为-38.4℃,耐低温性能较差,适用于载荷较大且耐低温性能要求不高的橡胶减振制品。

硅灰石与石墨对聚四氟乙烯摩擦磨损性能的影响

以针状的硅灰石和鳞片石墨为填料,采用冷压—烧结工艺制备了不同填料含量的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察了复合材料的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜对磨痕和转移膜进行了分析。结果表明,单独填充硅灰石和石墨时,PTFE的磨损率都会随填料含量的增加而降低,硅灰石的作用要强于石墨;但硅灰石会使PTFE的摩擦因数明显增大,而石墨会使PTFE的摩擦因数降低;2种填料提升PTFE耐磨性的作用机理不同,硅灰石在摩擦过程中会在滑动界面区域上逐渐堆积,起到优先承担载荷的作用;而石墨在摩擦过程中会发生片层的滑移与剥离,有助于转移膜的形成;适量的硅灰石(含量为20%,质量分数,下同)与石墨(含量为5%或10%)复合填充能产生协同效应,使PTFE的磨损率进一步降低,耐磨性比未填充的PTFE提高200倍。

微纳米填料填充改性聚苯硫醚研究进展

简述了聚苯硫醚(PPS)性能上的优缺点,并对其改性方案进行简要分析,着重介绍了广泛使用的微纳米填料填充改性。根据改性填料种类可分为碳材料、无机矿物、纤维填料的单一填充改性,以及多填料复配填充等4个方面。分别简述了改性填料的处理、PPS/填料复合材料的加工成型,以及复合材料热学、电磁、力学等性能的改性结果,为PPS的改性及应用提供一定的理论指导。最后,提出了目前PPS改性存在的不足,并对我国未来PPS改性产业发展提出了建议。

耐低温乙基硅橡胶的性能研究

制备和研究耐低温乙基硅橡胶(EVMQ)的性能。热老化试验表明,随乙基链节含量增大,EVMQ耐热性能降低;压缩耐寒系数试验表明,乙基链节的引入提高了硅橡胶的耐寒性,乙基链节摩尔分数为0.2的EVMQ在-100℃下的压缩耐寒系数可达0.47;动态机械热分析表明,当乙基链节含量达到一定值时,EVMQ成为非结晶橡胶,并随乙基链节含量增大,玻璃化温度降低;低温拉伸试验表明,乙基链节摩尔分数为0.2的EVMQ的低温力学特性仅受体积收缩效应影响,力学性能表现更加优异。

碳纳米管增强HNBR橡胶及其对橡胶性能的影响

采用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究和表征了多壁碳纳米管(WCNTs)的形态和结构,采用机械共混制备了不同碳纳米管含量的氢化丁腈橡胶(HNBR),并采用SEM、橡胶加工分析仪(RPA)、动态热机械分析仪(DMA)及力学性能测试等方法,研究了碳纳米管在HNBR橡胶中的分散及碳纳米管对HNBR橡胶力学性能、流变性能、动态力学性能的影响。结果表明,当碳纳米管用量适量时可在HNBR基体内实现单根分散并形成完整的增强网络结构。碳纳米管对HNBR有优异的补强效果,补强效率优于炭黑,并可显著提高HNBR的撕裂强度。加入碳纳米管后,橡胶的损耗因子峰值降低,观察温域内损耗因子曲线更为平坦。

丙烯腈含量对水润滑丁腈橡胶摩擦性能的影响初探

丁腈橡胶(NBR)是制造水润滑轴承的一种重要原材料,摩擦性能是水润滑材料的重要特性,而丙烯腈含量对丁腈橡胶性能有较大影响。对3种不同丙烯腈含量硬丁腈橡胶的力学性能、耐水、耐3#标准油和耐热氧老化特性进行测试,并采用环块摩擦试验机研究了去离子水润滑条件下丁腈橡胶的摩擦性能,并对摩擦性能的影响因素进行了分析。结果表明,提高丙烯腈含量对丁腈橡胶力学性能和耐水、耐3#标准油性能均有积极的影响,而对耐热氧老化影响不明显。环块摩擦试验结果表明:水润滑条件下,丁腈橡胶摩擦性能除与丙烯腈含量有关外,还与滑动速度和润滑状态有关。丙烯腈含量提高,丁腈橡胶静摩擦系数和低速下的动摩擦系数增大;在较高速的混合润滑阶段,丙烯腈含量高的丁腈橡胶摩擦系数小;速度进一步提高至进入弹流润滑阶段,丁腈橡胶的摩擦系数受丙烯腈含量影响不大。

石墨的取向对聚酰亚胺摩擦性能的影响

通过热模压成型工艺制备了聚酰亚胺(PI)/石墨(NG)复合材料,对其摩擦性能、断面及磨痕形貌进行了测试与表征。结果表明,NG在PI基体中沿着与成型压力垂直的方向取向;当载荷不变且滑动速度较低时,垂直于摩擦面的NG比平行于摩擦面的NG更能降低PI的摩擦因数;随着滑动速度的提高,这种情况发生转变,而提高载荷后,转变点向低速移动;对比摩擦性能与磨痕形貌的结果发现二者存在紧密的联系,磨痕的表面越光滑、粗糙度越低,摩擦因数与磨损率也越低。

航空用苯基乙基硅橡胶生胶的合成及性能研究

以八甲基环四硅氧烷、甲基苯基环硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为主要原料,在四甲基氢氧化铵碱胶催化下制得苯基乙基硅橡胶生胶。采用核磁共振氢谱仪和差式扫描量热仪对生胶结构进行表征,研究了苯基乙基硅橡胶的基本性能、玻璃化转变温度、损耗角和动刚度。结果表明,合成的苯基乙基硅橡胶生胶中甲基苯基链节摩尔分数为5.5%,乙基链节摩尔分数为5.9%;苯基乙基硅橡胶的耐热性能显著优于乙基硅橡胶且接近苯基硅橡胶,耐寒性能接近乙基硅橡胶;苯基硅橡胶、苯基乙基硅橡胶和乙基硅橡胶的玻璃化转变温度分别为-110.1 ℃、-120.3 ℃和-129.0 ℃;苯基乙基硅橡胶的损耗角低于苯基硅橡胶,但高于乙基硅橡胶,且随着温度的升高而降低;苯基乙基硅橡胶在-40 ℃、常温和120 ℃时的动刚度分别为661 N/mm、435 N/mm和352 N/mm,在高低温条件下的动刚度稳定性良好;本实验制得的苯基乙基硅橡胶可作为在-75~200 ℃内使用的航空减振材料。

碳纳米材料对水润滑丁腈橡胶摩擦性能的影响

对不同羧基含量的碳纳米管(MWCNT)和不同官能团的石墨烯改性的丁腈橡胶进行了力学性能和水润滑条件下摩擦系数、摩擦表面形貌和体积磨损的测试分析,结合SEM电镜形貌分析,揭示不同官能团/不同维度碳纳米材料的作用机制。结果表明,不同官能团/不同维度碳纳米材料能够不同程度地提高丁腈橡胶的力学性能,显著降低水润滑下的动、静摩擦系数;带有—COOH的MWCNT和石墨烯对水润滑体系的摩擦系数改善效果较优,并且低羧基含量的MWCNT改善效果优于高羧基含量的MWCNT;添加羧基石墨烯后较对比样体积磨损量减少80%。不同官能团/不同维度碳纳米材料作用机制分别为:一维MWCNT大的长径比能够与橡胶分子链缠结形成物理交联点,且表面的羧基和氰基能够产生强烈的相互作用,提升橡胶的抗剪切性能,减少摩擦过程中橡胶的剥落;二维石墨烯比表面积很大且具有拓扑性质,与橡胶基体接触面积大,表面的极性基团使其与丁腈橡胶有更好的结合力,在摩擦的过程中降低了相对位移的界面脱黏现象。

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物增强硅橡胶复合材料的黏弹阻尼性能

在密炼机中将醋酸乙烯基(VA)含量为18%(质量比)的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与硅橡胶(SR)共混,再在开炼过程中加入橡胶其他组分混合得到EVA/SR混炼胶,硫化形成EVA/SR宽温域黏弹阻尼复合材料。采用毛细管流变仪、橡胶加工分析仪(RPA)、动态力学热分析仪(DMA)和DSC研究了EVA含量对EVA/SR复合材料的力学性能、加工性能、阻尼性能和热性能的影响。结果表明:加入较多EVA可更明显地改善SR的硬度和模量及撕裂强度,并使其拉伸强度和断裂伸长率仍然较高,保持在SR使用要求范围内。EVA/SR混炼胶剪切变稀,增大剪切应变幅值显示明显的Payne效应,用Kraus模型可分析EVA含量和硫化的影响。EVA分散于白炭黑填充的SR化学交联网络中形成多重结构;SR降低了EVA的结晶温度,添加EVA起到了增强和增黏SR的作用。纯SR损耗因子大于0.1的温度范围为-42～-28℃;对于EVA∶SR质量比为40∶100的EVA/SR复合材料,其最大损耗因子从0.125提高到0.18,有效阻尼温域为-23～37℃。这明显拓宽了SR有效阻尼温域,可应用于较高温度减震降噪工程。

Development of acoustic liner in aero engine: A review

Noise reduction for aircraft engine has attracted great concern due to the strict noise control regulation nowadays. Conventional perforated sheet-over-honeycomb acoustic liners have been widely used to attenuate turbofan engine noise. To dampen the broadband noise and resist the harsh service conditions with high temperature and pressure in modern turbofan engine,new acoustic liner concepts are proposed and evaluated in the latest decade. In this review,available studies regarding the recent development of liners are gathered. The paper starts with the introduction of acoustic absorption mechanism of local-reacting and extended-reacting liners. The progress of novel passive liners(e.g.,mesh-cap liner,variable-depth liner,metal foam liner,hybrid liner,etc.) is summarized. Furthermore,adaptive liners with tunable geometry dimension or bias flow are illustrated in details.Metamaterial is also mentioned as a hot candidate in the next generation of acoustic liners. Finally,this review identifies benefits and some technical challenges with the goal of unveiling the potential of novel acoustic liner technologies in aero engine.

双马来酰亚胺-聚醚砜复相树脂固化与相行为

采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜(BMI-PES)复相树脂体系的固化行为和固化动力学,根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子,利用Crane方程计算反应级数,得到反应动力学方程,进行了实验固化度与理论固化度对比验证,通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示:BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象,PES参与了BMI固化;随着升温速率增大,BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变;随着PES添加量增多,反应速率增大,BMI-PES复相树脂固化热焓降低,而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明:随着PES添加量增多,BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大,但指前因子和反应级数无变化,固化为一级反应;BMI-PES树脂在200℃固化时,反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明,BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。