[00638958]压电阻尼结构复合材料的设计与制备技术及其典型工程应用

项目属复合材料领域，涉及压电阻尼结构复合材料的制备技术与工程应用。机械振动除引起材料的疲劳破坏外，其振动噪声还祸及建筑、桥梁、交通以及国防科技等领域。譬如新一代水上、水下舰船，振动噪声已成为制约其突防隐蔽性、生存能力与作战能力提升的瓶颈；又如时速达350km/h的高速列车，振动产生的厢内噪音超过30分贝，乘客无法宁静……。尽管人们积极采用高损耗因子阻尼材料以及阻尼结构来减振降噪，但是，在以上列举的关键工程中，已有的减振降噪技术不能满足其日益迫切的需求。阻尼材料是阻尼系统中的决定因素。然而，高损耗因子的聚合物难以在宽的温度和频率范围、交变振动强度环境下保持高阻尼性能；并且高损耗因子聚合物的模量低，严重影响了阻尼结构件的结构强度与阻尼性能稳定性。因此，该项目基于粘弹阻尼聚合物基体改性、引入压电相-导电相作为“压-电耗散元”以及基体与弥散相的界面阻尼效应等“多重能量耗散”的思路，以研发高性能压电阻尼结构复合材料为目标，经过七年科技攻关和应用验证，获得如下创新成果：创新成果1：提出并揭示了压电阻尼复合材料的“多重能量耗散”机制及其自适应阻尼特性，掌握了强度、模量、损耗因子兼优的压电阻尼结构复合材料的设计技术。创新成果2：发明了一种改性环氧树脂的制备方法，优选并配制了协同作用的组合助剂，解决了制备过程的系列难题，获得了综合性能优异的压电阻尼结构复合材料。创新成果3：开发了工业化制备压电阻尼结构复合材料的真空/压力灌注成套技术与设备，掌握了满足典型工程特殊要求的专有技术，率先实现了其在典型减振降噪工程中的重要应用。该项目已成功应用于水上、水下舰船、轨道交通等领域，突破了传统阻尼材料与阻尼结构的力学强度与阻尼性能不能兼具、兼优的国际性难题，为大幅度提升中国海军突防能力作出了重要贡献，实现新增利税10346万元，社会、经济效益显著。项目通过湖北省科技厅组织的成果鉴定：整体研究达到国际先进水平，其中材料性能和工程应用处于国际领先水平。获得授权国家发明专利3项，发表论文20余篇，SCI、EI收录10篇。