4.2　納米阻尼技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備趨于高速、高效和自動化，隨之引起的振動、噪聲和疲勞斷裂問題也越來越突出，阻尼技術(shù)是控制結(jié)構(gòu)共振和噪聲的重要方法之一。通常把系統(tǒng)損耗振動能或聲能的能力稱為阻尼。阻尼越大，輸入系統(tǒng)的能量便能在較短時間內(nèi)損耗完畢，因而系統(tǒng)從受激振動到重新靜止所經(jīng)歷的時間就越短，所以阻尼也可理解為系統(tǒng)受激后迅速恢復(fù)到受激前狀態(tài)的一種能力^[24～26]。

常見的金屬材料，如鋼、鋁、銅等，其固有阻尼都很小，因此常用外加阻尼材料的方法來增大其阻尼。橡膠材料具有獨特的動態(tài)黏彈性，滯后損耗大，在吸收大振幅振動、低能長波振動方面優(yōu)勢明顯，在大型精密儀器及設(shè)備、建筑橋梁減震、潛艇消聲等阻尼領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近，橡膠大分子鏈段松弛運動的能力很強，能產(chǎn)生很強的內(nèi)摩擦力。如果橡膠與振動物體接觸，就會最大程度吸收振動機械能，并通過大分子鏈段的松弛運動時的內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p失，從而產(chǎn)生振動阻尼。

一般來說，橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)具有高損耗因子（tanδ），但該區(qū)域與橡膠阻尼件的服役溫域常常不吻合，而在服役溫域內(nèi)，橡膠材料的損耗因子則遠低于玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)的峰值，這限制了橡膠材料在阻尼減振降噪領(lǐng)域中的應(yīng)用。提高傳統(tǒng)橡膠材料阻尼性能的方法主要有共混、共聚和互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)等^[27]。近年來，關(guān)于納米阻尼技術(shù)的研究越來越多，通過在橡膠材料中構(gòu)建納米填料網(wǎng)絡(luò)，增加界面摩擦損耗能量，實現(xiàn)材料的阻尼。該技術(shù)不僅可以提高材料在阻尼功能區(qū)域的損耗因子，而且可以降低阻尼性能對外界溫度和外加振動頻率的依賴性，提高材料的力學(xué)強度。在絕大多數(shù)情況下，阻尼與生熱是伴生的，即動態(tài)生熱越高，阻尼性能也越高。