[發明專利]一種復合磁敏彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 201910018226.7
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109504097A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 高偉;楊育梅;王省哲
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L7/00;C08K7/06;C08K3/08;C08K3/38
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 席勇

本發明公開了一種復合磁敏彈性體及其制備方法，所述方法為：首先將形狀記憶合金絲纏繞成螺旋結構放置于模具中，留出形狀記憶合金絲的端頭作為通電接頭；然后將磁敏顆粒和彈性基體按照一定比例充分混合均勻形成的未固化的磁敏彈性體注入所述模具中，并進行抽真空處理；最后在一定溫度條件下進行固化，使整個形狀記憶合金絲螺旋結構鑲嵌于磁敏彈性體內部。該方法制得的復合磁敏彈性體在外加電場的作用下，能通過產生的焦耳熱調控形狀記憶合金絲螺旋結構的吸震特性，螺旋結構產生的磁場可以作為磁敏彈性體的激勵磁場，相應的改變磁敏彈性體的力學性能，主動調節結構的減震性能，從而使磁敏彈性體在沖擊與振動領域具有更加突出的使用效果。

技術領域

本發明屬于磁敏復合材料技術領域，尤其涉及一種復合磁敏彈性體及其制備方法。

背景技術

科學技術的發展使人們對結構或產品的動態性能要求越來越高，而結構或產品所處的外部環境處于實時變化的狀態，并且結構或產品自身以不同轉速轉動時產生的振動頻率也在不斷變化，這一特征使得傳統的被動控制技術難以滿足要求，迫使人們進一步尋求新的振動控制途徑。振動主動控制技術由于具有效果好、適應性強的潛在優越性，成為當前振動工程領域內的高新技術，特別是近年來新型智能材料的出現和發展，為設計研制新型減振器提供了有力支撐。

形狀記憶合金是具有形狀記憶與超彈性等特殊性能的一類智能材料，可以通過內部溫度與應力控制形狀記憶合金的馬氏體相變過程，從而實現結構的主動控制。

磁敏彈性體是通過物理或化學等手段，將磁敏顆粒散布于固態或者凝膠狀的基體中，在外加磁場或零場環境中固化后形成的新型智能材料，具有磁場可控且可逆的機械特性(剛度和阻尼)，并且響應速度非常快，顯示出良好的磁控力學性能；且因其制備工藝簡單、價格低廉，已被廣泛應用于儀器儀表、機械、航空航天、醫療、生物工程等領域中。然而，目前所研制出的磁敏彈性體仍存在機械性能不夠好和磁致效應不夠強的特征，并且其在應用過程中需要外加磁場裝置，使得整個裝置具有較大的體積與重量，而且外磁場的應用效率較低。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種復合磁敏彈性體及其制備方法，通過在磁敏彈性體中植入螺旋結構的形狀記憶合金，形成一種復合結構，大大增加了磁敏彈性體機的械性能與磁致特性，同時又減小了裝置使用時的體積與重量，其應用更加靈活，更加適用于微小區域，且整個制備方法簡單。

本發明是這樣實現的，一種復合磁敏彈性體，包括形狀記憶合金絲和磁敏彈性體，所述磁敏彈性體包括磁敏顆粒和彈性基體，所述形狀記憶合金絲置于磁敏彈性體內部，形狀記憶合金絲呈螺旋結構，所述形狀記憶合金絲的端頭為通電接頭，所述通電接頭露于磁敏彈性體外。

優選地，所述螺旋結構置于磁敏彈性體的中心位置。

優選地，所述磁敏顆粒在彈性基體內隨機分布，所述磁敏彈性體呈各向同性。

優選地，所述磁敏顆粒在彈性基體內呈均勻分布或者呈層狀分布，或者沿螺旋結構軸線形成軸向鏈狀分布。

優選地，所述磁敏顆粒為鐵磁顆粒或磁致伸縮顆粒，所述彈性基體為硅橡膠或天然橡膠。

本發明進一步提供了一種復合磁敏彈性體的制備方法，該方法包括以下步驟：

首先將形狀記憶合金絲纏繞成螺旋結構放置于模具中，留出形狀記憶合金絲的端頭作為通電接頭；然后將磁敏顆粒和彈性基體按照一定比例充分混合均勻形成未固化的磁敏彈性體，再將未固化磁敏彈性體注入所述模具中，并進行抽真空處理；最后在一定溫度條件下進行固化，使整個形狀記憶合金絲螺旋結構鑲嵌于磁敏彈性體內部。對模具中的待固化材料進行抽真空處理，以消除材料內部多余的氣泡，從而增加材料的力學性能。

優選地，所述固化是在未加磁場的條件下進行的，形成磁敏顆粒在彈性基體內隨機分布的各向同性磁敏彈性體；