[发明专利]氮化硅晶须增强海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料的制备

说明书

技术领域

本发明涉及减振新材料技术领域，特别是一种氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料的制备方法。

背景技术

工业生产中由生产工具、设备等产生的振动不仅影响产品质量，而且产生噪声污染，影响人体健康。铁基合金(Fe-Al、Fe-Cr、Fe-Cr-Mo等合金)由于减振效果明显、加工性能良好，故广泛应用于机械装置、铁道设备、船舶机件等领域。然而，作为理想的减振材料，阻尼铁基合金的减振性能还有待进一步提高；此外，还必须进一步提高其强韧性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料的制备方法所制备的减振材料是以海绵结构型铁铬钼铪合金为基体、氮化硅晶须为增强体的复合材料，该复合材料具有优异的阻尼性能，能显著提高减振效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料的制备方法由以下步骤组成：

S1.海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型的导电化处理；

S2.海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型表面铁铬钼铪/氮化硅晶须复合材料层的复合电沉积；

S3.海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型的去除处理；

S4.海绵结构型铁铬钼铪/氮化硅晶须复合电沉积层的铬钼铪原子扩散热处理。

作为进一步的优选实施方案，所述步骤S1具体为：

将纳米石墨粉、纳米铁粉、甲基纤维素、3-甲基苯乙烯酸加入到去离子水中形成浆料悬浊液，即导电浆料；将海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型充分浸入到导电浆料中进行导电化处理，在海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型充分挂浆后，在30～60℃温度下干燥10～50分钟。

作为进一步的优选实施方案，所述浆料悬浊液中各组分所占质量百分比分别为：纳米石墨粉10～35％，纳米铁粉2～18％，甲基纤维素1.5～6％，3-甲基苯乙烯酸0.5～12％，其余为去离子水。

作为进一步的优选实施方案，所述步骤S2具体为：

将浓度为分析纯的氯化铁、硝酸铁、磷酸二氢钠、酒石酸钠、香豆素、纳米铬粉、纳米钼粉、纳米铪粉、磷酸(60％)和氮化硅晶须依次加入到去离子水中，形成电沉积液；将已导电化处理的海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型作为阴极，金属铁板为阳极，在40～150mA/cm²的电流密度下进行电沉积，电沉积液温度维持在35～40℃，电沉积时间为1～2.5小时，整个电沉积过程以超声波搅拌。

作为进一步的优选实施方案，所述电沉积液中各组分浓度分别为：氯化铁50～600g/L、硝酸铁20～300g/L、磷酸二氢钠15～40g/L、酒石酸钠5～30g/L、香豆素2～10g/L、纳米铬粉70～150g/L、纳米钼粉20～90g/L、纳米铪粉5～15g/L、磷酸40～90mL/L、氮化硅晶须20～80g/L。

作为进一步的优选实施方案，所述步骤S3具体为：

将复合电沉积完成后的海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型装入马弗炉中加温至350～700℃，保温30～60分钟以使海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型分解去除。

作为进一步的优选实施方案，所述步骤S4具体为：

待所述海绵结构三聚氰胺甲醛树脂模型去除处理步骤完成后，将电炉温度升高到750～1200℃，保温2～5小时以实现铬、钼和铪原子的扩散，最终获得氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪四元合金减振材料。

本发明的积极效果：本发明方法所制备的氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料是以海绵结构型铁铬钼铪合金为基体、氮化硅晶须为增强体的复合材料，其海绵结构合金基体在压缩载荷作用下具有初始弹性阶段、中间塑性平台阶段、应力急剧上升致密阶段的三阶段应力-应变特征，可吸收一部分振动冲击能；稀土元素有益于晶粒细化，有助于提高强韧性；氮化硅晶须具有原子高度有序，一方面其具有高强度及高弹性模量的特性，作为增强体有效提高了复合材料的强韧性，另一方面氮化硅晶须与铁基合金基体之间的界面能可以增加能量的耗散，有利于提高氮化硅晶须铁基合金的减振性能。总之经本发明方法所制备的减振材料具有优异的阻尼性能，能显著提高减振效果。

附图说明

图1是本发明所述氮化硅晶须增强的海绵结构型铁铬钼铪合金减振材料的制备方法流程图；

图2是本发明实施例1和实施例2的损耗因素测试结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。