多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法转让专利

申请号 : CN201210314116.3

文献号 : CN102808101B

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相似专利:

发明人 : 王清周陆东梅崔春翔闫娜君李诺王倩

申请人 : 河北工业大学

摘要 :

本发明多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法,涉及阻尼材料的制造,步骤是,首先将淬火态多孔CuAlMn形状记忆合金样品进行热循环处理和超声波清洗,去除其外表面及孔洞内表面粘附的污渍,然后浸入聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液中,并进行超声震荡至聚苯乙烯—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,最后经烘干至2-甲基四氢呋喃溶剂彻底挥发,制得在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中沉积聚苯乙烯层的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品。该成品具有高且可控的阻尼性能,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。

权利要求 :

1.多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法,其特征在于步骤是:

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置

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2~2.5 h,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12~14 h,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。

说明书 :

多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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

[0006] 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。
[0007] 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:
[0008] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0009] 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;
[0010] 第二步,聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0011] 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;
[0012] 第三步,超声震荡
[0013] 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;
[0014] 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
[0015] 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。
[0016] 上述多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法,其中所用淬火态多孔CuAlMn形状记忆合金样品由CN102131405A公开的多孔CuAlMn形状记忆合金的烧结-脱溶制备方法制得,平均孔隙率为60~72%,平均孔径为0.4~1mm,其他原料为商购获得,所涉及的工艺和设备均为本技术领域公知的。
[0017] 本发明的有益效果是:本发明多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法的具有的突出的实质性特点是:
[0018] (1)为了保证聚苯乙烯-2-甲基四氢呋喃溶液的顺利渗入及聚苯乙烯与多孔CuAlMn形状记忆合金的孔洞内壁的良好接触,本发明方法采用了以下措施:①多孔CuAlMn形状记忆合金采用烧结-脱溶法制备,且所采用样品孔隙率为60~72%、孔径为0.4~1.0mm,合适的制备方法及较大的孔隙率保证了样品具有足够大的开孔率,而较大的孔径保证了孔洞之间连接通道的通畅性,从而保证了聚苯乙烯的顺利渗入;②聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液渗入多孔CuAlMn形状记忆合金的孔洞时,该溶液温度控制在25~30℃间的一个固定温度上,同时采用了长时间的超声振荡,从而有效防止上述溶液的挥发及保证其向多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中的充分渗入;③用聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液浸渗前先对多孔CuAlMn形状记忆合金样品进行了细致的清洗,尽可能除去样品表面及孔洞内壁所粘附的污渍,以改善聚苯乙烯与合金基体的接触。
[0019] (2)本发明方法在向多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中渗入聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液之前,还先对淬火态多孔CuAlMn形状记忆合金样品进行5~7次的热循环处理,这可以使得淬火空位大量消失,从而有效减小了多孔CuAlMn形状记忆合金的马氏体稳定化的倾向,同时改善了基体合金的微观组织,并稳定了合金正、逆马氏体相变的温度,从而保证了基体合金阻尼性能的稳定性。
[0020] (3)本发明方法所制备的阻尼复合材料是由两种不同的材料物理接触而成,该材料必将同时拥有两种材料的物理化学性能。这充分弥补了目前单一阻尼合金阻尼性能较差而单一高分子阻尼材料力学性能太低的不足,利用多重阻尼源叠加的原理来进一步提高多孔CuAlMn形状记忆合金的阻尼能力,同时保留了基体金属优良的力学性能。本发明所选用高分子材料聚苯乙烯在玻璃化转变区的高阻尼温域宽,且其恰恰弥补了CuAlMn形状记忆合金在此温区与在正、逆马氏体相变温区相比阻尼较低的不足,使得该阻尼复合材料在马氏体状态及在相变温区都具有了很高的阻尼能力。另外,通过在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中沉积聚苯乙烯层,所得阻尼复合材料在外加载荷下的有效承载面积显著增加,从而可以避免多孔CuAlMn形状记忆合金孔壁上产生过大的应力集中,同时亦可降低微观裂纹发生的可能性,从而改善了多孔CuAlMn形状记忆合金的力学性能。
[0021] 本发明多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的制备方法的显著进步是:
[0022] (1)本发明方法经过多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理,使所制得的多孔CuAlMn形状记忆合金基体的阻尼性能更加稳定,发生马氏体稳定化的倾向更小。
[0023] (2)本发明方法通过在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中均匀填充厚度可控的高阻尼的聚苯乙烯层,使所制得的阻尼复合材料在基体合金的马氏体状态比早先CN102131405A制得的多孔CuAlMn形状记忆合金的阻尼性能更高且可控,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,从而力学性能同时得到了改善,使得本发明制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料具有更广的应用范围。
[0024] (3)本发明方法的工艺及设备简单,成本低,易于实现规模化生产。

附图说明

[0025] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0026] 图1为本发明方法中利用聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃不同质量比的溶液沉积制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的纵剖面微观形貌的SEM照片;
[0027] 图2为本发明方法制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料与单一多孔CuAlMn形状记忆合金在马氏体状态阻尼性能的对比;

具体实施方式

[0028] 实施例1
[0029] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0030] 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次,然后置于超声波清洗器中,先用去离子水清洗20min,再用无水乙醇清洗20min,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;
[0031] 第二步,聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0032] 首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃=1∶4,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;
[0033] 第三步,超声震荡
[0034] 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℃的超声波清洗器中,然后浸入第一步所预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品,进行超声震荡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;
[0035] 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
[0036] 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12h,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2h,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。
[0037] 实施例2
[0038] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0039] 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次,然后置于超声波清洗器中,先用去离子水清洗25min,再用无水乙醇清洗25min,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;
[0040] 第二步,聚苯乙烯-2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0041] 首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃=1∶5,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48min,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;
[0042] 第三步,超声震荡
[0043] 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28℃的超声波清洗器中,然后浸入第一步所预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品,进行超声震荡2.2h,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;
[0044] 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
[0045] 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12h,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2h,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。
[0046] 图1(a)所示为本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的纵剖面微观形貌。由该图可以看出聚苯乙烯均匀地填满了多孔CuAlMn形状记忆合金中的每一个孔洞。
[0047] 图2显示了本发明方法制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料与单一多孔CuAlMn形状记忆合金在马氏体状态阻尼性能的对比。其最上方的“……”曲线表明本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料在马氏体状态较之单一多孔CuAlMn形状记忆合金有着高得多的阻尼性能。
[0048] 实施例3
[0049] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0050] 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6次,然后置于超声波清洗器中,先用去离子水清洗25min,再用无水乙醇清洗25min,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;
[0051] 第二步,聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0052] 首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃=1∶6,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46min,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;
[0053] 第三步,超声震荡
[0054] 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28℃的超声波清洗器中,然后浸入第一步所预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品,进行超声震荡2.2h,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;
[0055] 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
[0056] 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13h,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2.5h,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。
[0057] 图1(b)和(c)所示为采用本实施例制备的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的纵剖面微观形貌。由图1(b)可以看出聚苯乙烯均匀地填充了多孔CuAlMn形状记忆合金中的每一个孔洞,但在部分孔洞中,聚苯乙烯并未完全填满,而是呈较厚的层状填充,由更高放大倍数的图1(c)可以看出聚苯乙烯层致密度较高且与孔洞内壁接触良好。
[0058] 图2显示了本发明方法实施例2和实施例3分别制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料与单一多孔CuAlMn形状记忆合金在马氏体状态阻尼性能的对比。图中处于中间位置的“-·-·-”曲线表明本实施例3制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料在马氏体状态较之单一多孔CuAlMn形状记忆合金有着高得多的阻尼性能。
[0059] 通过对比图2中的三条曲线可以看出,在聚苯乙烯的玻璃化转变温区,利用实施例2和实施例3所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料与单一多孔CuAlMn形状记忆合金相比,阻尼能力均显著提高。这是由于聚苯乙烯与多孔CuAlMn形状记忆合金的孔洞内壁为物理接触,二者均可发挥各自的阻尼作用,即多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料的整体阻尼应为各个阻尼源的叠加,这主要包括基体多孔CuAlMn形状记忆合金和填充物聚苯乙烯层的本征阻尼、以及基体多孔CuAlMn形状记忆合金与聚苯乙烯层之间的界面阻尼。在马氏体状态,单一的多孔CuAlMn形状记忆合金的阻尼主要产生于马氏体变体间界面及马氏体变体内部孪晶界面等的应力感生运动,而聚苯乙烯作为一类高分子阻尼材料主要依赖于在其玻璃化转变温区的粘弹性即通过大分子链或链段的内摩擦将吸收的机械能耗散为热能,从而体现出高的阻尼本领。另外,本发明方法制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品中聚苯乙烯层与多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞内壁为较弱的物理接触,因此在外加交变载荷下易在界面处形成界面间的滑移而耗能,从而进一步增加了多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的阻尼性能。
[0060] 另外,由图2可以看出,实施例2所制得多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品与实施例3所制得多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品相比阻尼性能更高,这是因为多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的阻尼能力与聚苯乙烯层的厚度密切相关,在实施例2所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品中,聚苯乙烯几乎填满了多孔CuAlMn形状记忆合金中的孔洞,而在实施例3所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品中,聚苯乙烯并未完全填满孔洞,在部分孔洞中聚苯乙烯呈层状填充。因此,实施例2所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的阻尼能力更高。由此可以看出采用本发明方法所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的阻尼性能可以通过改变聚苯乙烯层的厚度来得到调节,这增大了多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品性能的可调节性,从而亦扩展了多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的可利用范围。
[0061] 实施例4
[0062] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0063] 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6次,然后置于超声波清洗器中,先用去离子水清洗30min,再用无水乙醇清洗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;
[0064] 第二步,聚苯乙烯—2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0065] 首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃=1∶7,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43min,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;
[0066] 第三步,超声震荡
[0067] 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30℃的超声波清洗器中,然后浸入第一步所预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品,进行超声震荡2h,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;
[0068] 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
[0069] 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13h,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2.5h,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。
[0070] 图1(d)所示为本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的纵剖面微观形貌。由该图可以看出,与本发明实施例2和实施例3所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品相比,本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的聚苯乙烯层平均厚度减小,同时由该图可以看出厚度均匀的聚苯乙烯层在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中均匀填充。
[0071] 实施例5
[0072] 第一步,多孔CuAlMn形状记忆合金样品的预处理
[0073] 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7次,然后置于超声波清洗器中,先用去离子水清洗30min,再用无水乙醇清洗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;
[0074] 第二步,聚苯乙烯-2-甲基四氢呋喃溶液的配制
[0075] 首先按质量比为聚苯乙烯∶2-甲基四氢呋喃=1∶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40min,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;
[0076] 第三步,超声震荡
[0077] 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30℃的超声波清洗器中,然后浸入第一步所预处理过的多孔CuAlMn形状记忆合金样品,进行超声震荡2h,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;
[0078] 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
[0079] 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。
[0080] 图1(e)和(f)为本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的纵剖面微观形貌。由图1(e)可以看出厚度均匀的聚苯乙烯层在多孔CuAlMn形状记忆合金孔洞中均匀填充,而从采用了更高放大倍数的图1(f)可以看出,聚苯乙烯层致密度较高,且与孔洞内壁接触良好,同时由该图可以看出与本发明实施例2、实施例3和实施例4所制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品相比,本实施例制得的多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的聚苯乙烯层的平均厚度进一步减小。
[0081] 由此可以看出,在采用本发明方法制备多孔铜基形状记忆合金基阻尼复合材料成品的工艺中,多孔CuAlMn形状记忆合金材料孔洞中所沉积聚苯乙烯层的厚度,可以根据材料阻尼性能的需要通过改变聚苯乙烯与2-甲基四氢呋喃的质量比来进行灵活调节。
[0082] 上述实施例中所用淬火态多孔CuAlMn形状记忆合金样品由CN102131405A公开的多孔CuAlMn形状记忆合金的烧结-脱溶制备方法制得,平均孔隙率为60~72%,平均孔径为0.4~1mm,其他原料为商购获得,所涉及的工艺和设备均为本技术领域公知的。