[发明专利]石墨烯锰铜基阻尼材料粉体、合金阻尼材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯锰铜基阻尼材料粉体、合金阻尼材料、制备方法及应用。该石墨烯锰铜基阻尼材料粉体包括锰铜复合石墨烯粉体、镍粉、锡粉、稀土金属粉体及含硅材料，所述锰铜石墨烯粉体中包括锰粉、铜粉和石墨烯，且所述石墨烯生长于所述铜粉和所述锰粉的混合物上；在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中，所述铜粉的质量占比为18％～38％、所述锰粉的质量占比为59％～79％、所述石墨烯的质量占比为0.05％～3％。该石墨烯锰铜基阻尼材料粉体可进一步制备形成阻尼材料，其中的石墨烯能够起到减少阻尼因子衰减速率、提高力学性能和电学性能的作用。

技术领域

本发明涉及阻尼材料技术领域，尤其是涉及一种石墨烯锰铜基阻尼材料粉体、合金阻尼材料、制备方法及应用。

背景技术

阻尼材料是能够快速缓冲固体的机械振动、将振动的机械能转变为热能耗散掉的一类材料，阻尼材料多用于振动和噪声控制。例如，导弹、运载火箭和飞机在飞行时，由于发动机工作和气动噪声等原因，会引起严重的宽频带随机振动和噪声环境，还会导致机器结构和电子控制仪器系统产生共振，使机器结构出现疲劳失效、动态失稳而加速老化，使电子控制仪器精度降低以至发生故障。目前通常使用的阻尼材料有沥青型阻尼材料，液体阻尼材料，粘弹类阻尼材料，金属类阻尼材料阻尼合金等。金属类阻尼材料，例如阻尼合金，由于兼有优良的阻尼性能和力学性能,因而在航空航天、军事工业、汽车、建筑和海洋工程等方面有着广泛的应用。

材料的阻尼性能可根据它耗散振动机械能的能力来衡量，评价阻尼大小的标准是阻尼系数。传统的合金阻尼材料专注于提高材料的阻尼性能，但是阻尼性能的提高往往伴随着材料其他性能的牺牲。例如，合金阻尼材料在航天、军工、汽车、船舶等的应用上，往往需要材料兼具较好的力学性能和导电性能。

发明内容

基于此，本发明的首要目的在于提供一种石墨烯锰铜基阻尼材料粉体，由该石墨烯锰铜基阻尼材料粉体制备的合金阻尼材料的阻尼性能能够得到显著提高，同时还保持了较好的力学性能和导电性能。

根据本发明的一个实施例，一种石墨烯锰铜基阻尼材料粉体，其包括锰铜复合石墨烯粉体、镍粉、锡粉、稀土金属粉体及含硅材料，所述锰铜石墨烯粉体中包括锰粉、铜粉和石墨烯，且所述石墨烯生长于所述铜粉和所述锰粉的混合物上；在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中，所述铜粉的质量占比为18％～38％、所述锰粉的质量占比为59％～79％、所述石墨烯的质量占比为0.05％～3％。

在其中一个实施例中，所述镍粉在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中的质量占比为1％～5％。

在其中一个实施例中，所述锡粉在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中的质量占比为0.5％～3％。

在其中一个实施例中，所述稀土金属粉体在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中的质量占比为0.5％～1.5％。

在其中一个实施例中，所述含硅材料中的硅元素在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中的质量占比为0.5％～3％。

另一方面，一种石墨烯锰铜基阻尼材料粉体的制备方法，其包括如下步骤：

将铜粉和锰粉按照(18～38):(59～79)的比例混合，将得到的混合物加热至700℃～1200℃；

将所述混合物置于甲烷和氢气的混合气体氛围中，在所述铜粉和锰粉上生长石墨烯，以制备锰铜复合石墨烯粉体；

向所述锰铜复合石墨烯粉体中加入镍粉、锡粉、稀土金属粉体和含硅材料，制备所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体；在所述石墨烯锰铜基阻尼材料粉体中，所述铜粉的质量占比为18％～38％，所述锰粉的质量占比为59％～79％、所述石墨烯的质量占比为0.05％～3％。

在其中一个实施例中，所述反应条件为：所述甲烷的气体流速为1sccm～10sccm；所述氢气的气体流速为40sccm～100sccm，生长所述石墨烯的时间为10min～30min。