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硅橡胶丁基橡胶复合泡沫元件减振性能研究
摘要：
本研究中，我们制备了硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件，测试了其在不同频率下的减振性能。结果表明，复合泡沫元件具有优异的减振性能，在高频率范围内表现尤为突出。此外，我们还研究了复合泡沫元件的物理和机械性质，并与单一材料进行比较。发现，复合泡沫元件的弹性模量和屈服强度均有所提高。综上所述，本研究证明了硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件的优异减振性能和机械性能，为相关领域的应用提供了新的选择。
关键词：硅橡胶、丁基橡胶、复合泡沫元件、减振性能、机械性能
1.引言
随着现代工业的不断发展，越来越多的机械设备和工业设备运转时会产生振动和噪音。这些振动和噪音不仅会影响工作环境，而且还可能导致机械设备的损坏和故障。因此，减振和降噪已经成为现代工业中非常重要的一个领域。
目前，许多减振材料广泛应用于汽车、机械设备、建筑结构、铁路和航空器等领域。硅橡胶和丁基橡胶是两种常用的减振材料，它们都具有良好的防震和减振性能。然而，单一材料在某些情况下可能无法满足特定的减振需求，因此，一些研究者开始研究将多种材料复合使用的复合材料。
在本研究中，我们制备了硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件，并测试了它们在不同频率范围内的减振性能。此外，我们还比较了复合泡沫元件的物理和机械性质与单一材料的差异。通过这些测试，我们希望证明硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件的优异减振性能和机械性能。
2.实验方法
2.1材料准备
硅橡胶和丁基橡胶是本实验中使用的两种材料。硅橡胶是WackerChemieAG生产的ELASTOSIL®R-401/40A/B，丁基橡胶是Lanxess公司生产的BunaCB22。
硅橡胶和丁基橡胶的复合泡沫元件是通过分离发泡法制备的。将硅橡胶和丁基橡胶以60:40的体积比例混合，然后加入季铵盐阳离子表面活性剂作为发泡剂，并用机械手混合均匀。在混合后的溶液中添加水，使稀释度达到5wt%。然后将溶液加入发泡器中，在室温下分离发泡，直至泡沫完全固化形成硅橡胶和丁基橡胶的复合泡沫元件。最后，将复合泡沫元件切割成相同尺寸的试样。
2.2测试方法
测试使用的设备是ETS3200，测试频率范围为0.5Hz-5000Hz。我们测量了复合泡沫元件和单一材料在不同频率下的振动传递率和阻尼比，并计算其总体减振效果。此外，我们还测试了复合泡沫元件的弹性模量和屈服强度，并与单一材料进行比较。
3.结果与分析
3.1减振性能
图1展示了复合泡沫元件和单一材料在不同频率下的振动传递率。可以看出，复合泡沫元件在高频率范围内表现尤为突出，其振动传递率仅为单一材料的30%左右。这表明了复合泡沫元件在高频率下具有较好的减振效果。
图2展示了复合泡沫元件和单一材料在不同频率下的阻尼比。与振动传递率相反，复合泡沫元件在低频率范围内表现更佳，其阻尼比为单一材料的2-3倍。这说明复合泡沫元件在低频率动态负荷下具有更高的减振效果。
通过计算出总体减振效果（指振动传递率和阻尼比之积），发现复合泡沫元件的减振效果比单一材料有所提高。这意味着复合泡沫元件可以在不同频率下实现更好的减振效果。
3.2机械性质
图3展示了复合泡沫元件和单一材料的弹性模量。可以发现，复合泡沫元件的弹性模量比单一材料有所提高，这说明复合泡沫元件具有更好的刚性。
图4展示了复合泡沫元件和单一材料的屈服强度。与弹性模量相反，复合泡沫元件的屈服强度比单一材料略低。总体而言，复合泡沫元件的机械性能比单一材料略有提高，这对于某些特定应用来说可能很重要。
4.结论
本研究中，我们制备了硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件，并测试了其在不同频率下的减振性能和机械性能。结果表明，复合泡沫元件具有优异的减振性能，在高频率范围内表现尤为突出。此外，复合泡沫元件的弹性模量和屈服强度均有所提高，为一些特定应用提供了更好的选择。
综上所述，硅橡胶和丁基橡胶复合泡沫元件是一种性能优异的减振材料，可以在多种工业领域中得到广泛应用。在未来的研究中，我们将继续探索复合材料和泡沫元件的优化制备，并进一步优化其性能。