Study of Mechanical Vibration Energy Damping Properties of Carbon Fiber Reinforced Composite Filled with Ferroelectrics

铁电体填充碳纤维增强复合材料机械振动能量阻尼性能研究

基本信息

  • 批准号:
    09450250
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

New polymeric composites filled with piezoelectric, and electrical conductive particles, PZT/LDPB/CB, were made. The damping mechanism of the material is unique one, i.e.,the applied vibrational energy is first transformed into electric energy by the piezoelectric effect of the piezoelectric particle and the electric energy is further transformed into Joule's heat due to the current through the electrical conductive network which was formed by the electrical conductive particles. It was found that three factors effect their damping efficiencies, i.e., (1) acoustic impedance (2)electro mechanical coupling factor (3) resistivity. BaTiO3/LDPE/VGCF composites have prominent damping properties in the crystalline dispersion region, on the other hand, BaTio3/CPE/VGCF composites show better damping effect in the room temperature region due to interactions between CPE and BaTiO3. From the results of the relationships between optimum resistivity and domain size of piezoelectric particles which has most effective damping effect in the polymerc matrix, organic dispersion type dielectrics, such as DZ,BPSR, were found to have better damping properties in the composites. The damping properties of this organic hybrid material depends on its phase structure formed by interactions between matrices and dielectrics. Hydrogen bond is one of the most important interactions of this hybrid systems. The damping factor is increased with decrease of the size of dielecrics. The organic hybrid material filled with VGCF can be a new material which has high modulus and high damping properties.
制备了填充压电和导电颗粒的新型聚合物复合材料 PZT/LDPB/CB。该材料的阻尼机制是独特的,即施加的振动能首先通过压电颗粒的压电效应转化为电能,并且由于电流通过导电网络而进一步将电能转化为焦耳热,由导电颗粒形成。研究发现,三个因素影响其阻尼效率,即(1)声阻抗(2)机电耦合系数(3)电阻率。 BaTiO3/LDPE/VGCF复合材料在结晶分散区具有突出的阻尼性能,而BaTio3/CPE/VGCF复合材料由于CPE和BaTiO3之间的相互作用而在室温区表现出更好的阻尼效果。从聚合物基体中具有最有效阻尼效果的压电颗粒的最佳电阻率与磁畴尺寸之间关系的结果来看,有机分散型电介质,如DZ、BPSR,在复合材料中具有更好的阻尼性能。这种有机杂化材料的阻尼特性取决于其由基体和电介质之间相互作用形成的相结构。氢键是该杂化系统最重要的相互作用之一。阻尼系数随着介电体尺寸的减小而增大。填充VGCF的有机杂化材料可以成为一种具有高模量和高阻尼性能的新材料。

项目成果

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专利数量(0)
住田雅夫: "有機ハイドブリッド材料の可能性" ポリファイル. 35. 56-59 (1998)
Masao Sumita:“有机杂化材料的可能性”Polyfile 35. 56-59 (1998)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Masao Sumita: "Damping and Sound Shielding Properties of Piezoelectric and Electrical Conductive Particles Filled Polymer Composites"J. Mate, Sci. Jpn.. 36(in press). (2000)
Masao Sumita:“压电和导电颗粒填充聚合物复合材料的阻尼和隔音性能”J。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Sumita,et al.: "Morphology and Electrical Properties of Short…" J.Appl.Polym.Sci.69. 1813-1819 (1998)
M.Sumita 等人:“短的形态和电特性……”J.Appl.Polym.Sci.69(1998 年)。
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  • 发表时间:
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    0
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