本發明屬于吸聲材料領域,具體涉及一種具有負泊松比特性的磁流變材料的制備方法。
背景技術:
吸聲材料的研究和設計是工業及工程噪聲控制的基礎性與關鍵性技術,它對于防治噪聲污染和國防安全都具有十分重要都戰略意義和科學價值。設法提高材料的吸聲性能,并拓寬材料的吸聲頻帶,一直是吸聲材料研究和工程應用中的重要課題。目前所研制的吸聲材料吸聲性能較差,吸聲頻帶較小,一方面是由于減振降噪材料的聲阻抗不能在較寬的頻帶內與介質聲阻抗自適應相匹配,從而導致聲波在較寬的頻段內不能順利的進入吸聲材料內部,另一方面是由于減振減振降噪材料阻尼損耗性能較差,不能高效吸收聲波能量。磁流變彈性體材料是一種新型功能材料,其流變特性可控且可逆,響應速度非常快(毫秒級)。典型特征是材料的聲阻抗能夠根據外部激勵頻率自適應改變,但吸聲性能不夠理想。而近年來發現的一些特殊結構的材料具有負泊松比效應,該類材料具有優良的阻尼性能,但聲阻抗不能根據外部激勵頻率自適應變化,因此,只是在有限的頻段具有優異的吸聲性能。
技術實現要素:
本發明的目的是針對上述現狀,旨在提供一種在寬頻帶內具有優異吸聲性能的具有負泊松特性的磁流變材料的制備方法。本發明目的的實施方式為,一種具有負泊松特性的磁流變材料的制備方法,制備的具體步驟如下:1)按照組成重量比稱80-100份粉體聚四氟乙烯、10-70份羰基鐵粉和5-20份填料;然后將粉體聚四氟乙烯、羰基鐵粉和填料在35℃的環境中放置24±1h干燥除水;所述填料為高嶺土、硅藻土、蒙脫土中的一種或數種;2)將經步驟1)干燥的粉體聚四氟乙烯、羰基鐵粉和填料進行混合,然后加入10-20份加工助劑,混合均勻,得到粘稠狀混合物;所述加工助劑為汽油或甲苯;3)將步驟2)所得粘稠狀混合物加入柱塞擠出機,擠出棒材,然后在雙輥壓延機中制成1.50mm厚度的片材;在100℃下烘12h,200℃的環境中烘12h;4)將經步驟3)擠出的產物引入高溫牽引裝置中,在150℃的環境中實行拉伸和熱定型,拉伸倍數為10-30;5)待經步驟4)拉伸處理的材料從高溫牽引裝置中牽引出來,慢慢降溫到常溫,即可得到具有負泊松比的特性的磁流變材料。本發明將具有負泊松比特性的材料與磁流變彈性體進行完美復合,所述材料利用磁流變材料的智能可控特性改變其聲阻抗來適應外部聲阻抗,在較寬的頻帶內使更多的聲波進入材料內部,利用負泊松比效應材料的高阻尼性能將更多的聲波能量轉化為熱能而高效吸收。所述材料不僅可以提高吸聲性能,而且能夠拓寬吸聲頻帶,從而提高材料在寬頻帶范圍內的吸聲性能。采用本發明制備的材料的負泊松比為-12~-6.5、磁流變效應為500%~1090%;具有優異的吸聲性能,在100Hz-10000Hz頻帶內,吸聲系數達到0.9-0.99,遠遠優于現有吸聲材料的吸聲性能。具體實施方式本發明將80-100份粉體聚四氟乙烯、10-70份羰基鐵粉和5-20份填料;干燥除水;混合加入10-20份加工助劑,混合均勻,得到粘稠狀混合物;加入柱塞擠出機擠出棒材,雙輥壓延機中制成1.50mm厚片材;在100...