[發明專利]石墨烯錳銅基阻尼材料粉體、合金阻尼材料、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202111342905.3
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114226719B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 潘登;張云寶
• 申請（專利權）人: 深圳前海石墨烯產業有限公司
• 主分類號: B22F1/12
• 分類號: B22F1/12;B22F3/02;B22F3/10;B22F5/00;C22C22/00;C22C32/00
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黎金娣

本發明公開了一種石墨烯錳銅基阻尼材料粉體、合金阻尼材料、制備方法及應用。該石墨烯錳銅基阻尼材料粉體包括錳銅復合石墨烯粉體、鎳粉、錫粉、稀土金屬粉體及含硅材料，所述錳銅石墨烯粉體中包括錳粉、銅粉和石墨烯，且所述石墨烯生長于所述銅粉和所述錳粉的混合物上；在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中，所述銅粉的質量占比為18％～38％、所述錳粉的質量占比為59％～79％、所述石墨烯的質量占比為0.05％～3％。該石墨烯錳銅基阻尼材料粉體可進一步制備形成阻尼材料，其中的石墨烯能夠起到減少阻尼因子衰減速率、提高力學性能和電學性能的作用。

技術領域

本發明涉及阻尼材料技術領域，尤其是涉及一種石墨烯錳銅基阻尼材料粉體、合金阻尼材料、制備方法及應用。

背景技術

阻尼材料是能夠快速緩沖固體的機械振動、將振動的機械能轉變為熱能耗散掉的一類材料，阻尼材料多用于振動和噪聲控制。例如，導彈、運載火箭和飛機在飛行時，由于發動機工作和氣動噪聲等原因，會引起嚴重的寬頻帶隨機振動和噪聲環境，還會導致機器結構和電子控制儀器系統產生共振，使機器結構出現疲勞失效、動態失穩而加速老化，使電子控制儀器精度降低以至發生故障。目前通常使用的阻尼材料有瀝青型阻尼材料，液體阻尼材料，粘彈類阻尼材料，金屬類阻尼材料阻尼合金等。金屬類阻尼材料，例如阻尼合金，由于兼有優良的阻尼性能和力學性能,因而在航空航天、軍事工業、汽車、建筑和海洋工程等方面有著廣泛的應用。

材料的阻尼性能可根據它耗散振動機械能的能力來衡量，評價阻尼大小的標準是阻尼系數。傳統的合金阻尼材料專注于提高材料的阻尼性能，但是阻尼性能的提高往往伴隨著材料其他性能的犧牲。例如，合金阻尼材料在航天、軍工、汽車、船舶等的應用上，往往需要材料兼具較好的力學性能和導電性能。

發明內容

基于此，本發明的首要目的在于提供一種石墨烯錳銅基阻尼材料粉體，由該石墨烯錳銅基阻尼材料粉體制備的合金阻尼材料的阻尼性能能夠得到顯著提高，同時還保持了較好的力學性能和導電性能。

根據本發明的一個實施例，一種石墨烯錳銅基阻尼材料粉體，其包括錳銅復合石墨烯粉體、鎳粉、錫粉、稀土金屬粉體及含硅材料，所述錳銅石墨烯粉體中包括錳粉、銅粉和石墨烯，且所述石墨烯生長于所述銅粉和所述錳粉的混合物上；在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中，所述銅粉的質量占比為18％～38％、所述錳粉的質量占比為59％～79％、所述石墨烯的質量占比為0.05％～3％。

在其中一個實施例中，所述鎳粉在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中的質量占比為1％～5％。

在其中一個實施例中，所述錫粉在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中的質量占比為0.5％～3％。

在其中一個實施例中，所述稀土金屬粉體在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中的質量占比為0.5％～1.5％。

在其中一個實施例中，所述含硅材料中的硅元素在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中的質量占比為0.5％～3％。

另一方面，一種石墨烯錳銅基阻尼材料粉體的制備方法，其包括如下步驟：

將銅粉和錳粉按照(18～38):(59～79)的比例混合，將得到的混合物加熱至700℃～1200℃；

將所述混合物置于甲烷和氫氣的混合氣體氛圍中，在所述銅粉和錳粉上生長石墨烯，以制備錳銅復合石墨烯粉體；

向所述錳銅復合石墨烯粉體中加入鎳粉、錫粉、稀土金屬粉體和含硅材料，制備所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體；在所述石墨烯錳銅基阻尼材料粉體中，所述銅粉的質量占比為18％～38％，所述錳粉的質量占比為59％～79％、所述石墨烯的質量占比為0.05％～3％。

在其中一個實施例中，所述反應條件為：所述甲烷的氣體流速為1sccm～10sccm；所述氫氣的氣體流速為40sccm～100sccm，生長所述石墨烯的時間為10min～30min。