具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发

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1、具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发项目可行性报告具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发一、项目可行性报告(-)立项的背景和意义永磁材料是发现和使用最早、发展迅速和应用广泛的磁性材料，已经成为与半导体等并驾齐驱的四大基础功能材料之一。事实上，永磁材料是一个贮能器，它把外磁场对它所做的磁化功以磁能的形式储存起来，利用材料磁极的相互作用和气隙的磁场，实现机械能或声能与电磁能的相互转换，从而做成种类繁多的永磁功能器件。这些永磁功能器件已成为计算机、网络信息、通讯、航空航天、交通、办公自动化、家电、人体健康与保健等高新技术领域的核心功能器件。因此,永磁材料已成为高新技术、新兴产业与社会进步

2、的重要物质基础应用中的永磁材料，主耍包括钱铁硼、彩钻、铝银钻和永磁铁氧体等。在永磁材料大家族中，永磁铁氧体的综合磁性能较低，但由于原材料丰富、性价比高、工艺简便成熟、抗退磁性能优良，又不存在氧化问题，在很多领域还是理想的永磁材料。铝镰钻和彩钻永磁材料的居里温度高、温度稳定性好，但磁性能低而价格高，应用受到明显限制，正逐渐被综合性能优异的敘铁硼稀土永磁所取代。钦铁硼具有磁性能高、资源丰富和价格低等优点，磁性能比永磁铁氧体高10倍，比彫钻高1倍，矫顽力和磁能积也显著高于铝篠钻。按制造方法不同，永磁材料可分为两类：一类是粘结磁体，主要用于电子、电气设备的小型化领域；另一类是烧结磁体，主要满足高矫顽

3、力、高磁能积的要求。其中粘结磁体是由磁性粉末与可挠性好的橡胶、树脂等粘结材料相混合，按需求直接成型为各种形状的永磁部件，它的最大优点是具有很高的特性价格比。由枚铁硼磁粉和橡胶基体制成的磁性橡胶材料，逐渐发展成为一种新型的多功能复合粘接永磁材料。与烧结磁体相比，磁性橡胶材料具有保磁力大、密度小、高均一性与可挠性好等优点，已广泛应用于玩具、无线电通讯技术、汽车、家用电器、电子计算机的记忆装置、密封条及医疗器械等众多高新技术领域中。近年来，阻尼型磁性橡胶材料作为一种性能优异的减震材料受到了高度重视。磁性橡胶材料既可以起到弹性阻尼作用，同时磁性■弹性能量的相互转化又可以产生磁■机械耦合阻尼，因此可以

4、起到高效减震作用，是一种很有发展前途的减震材料。以汽车工业为例，磁性橡胶材料的使用可以大幅度提高汽车行驶过程屮的舒适性、稳定性和安全性。近年来，国外研究者已将磁性阻尼橡胶材料作为关键组元用于磁性减震，有效抑制了噪声源的传播了，解决了隔震和承载的矛盾。国内己开始了阻尼型磁性橡胶材料的研究，但在磁性能和力学性能等方面均与国外同类产甜有一定差距。主要存在的问题有：一是磁性橡胶复合材料的阻尼系数低，远不能满足实际使用需求；二是磁性粉末与橡胶基体的结合强度不够，磁粉容易在制备过程中团聚、且易在使用过程中从基体脱落，尤其在高载荷下使用时材料服役寿命短。因此，改善磁性粉末与基体材料橡胶的结合强度，改进磁性

5、材料与橡胶的复合技术，获得高阻尼系数的新型磁性橡胶材料，是阻尼型磁性橡胶材料的发展趋势。木课题组在磁性橡胶领域较早地开展了研究，具有扎实的研究基础和丰富的工作积累。与我省磁性材料行业的龙头企业开展了产学研联合开发，研制的阻尼型磁性橡胶材料，断裂伸长率不低于400%,最大磁能积超过0.7MGOe,接近国际先进水平；但是该材料的阻尼系数与国际先进水平相比还有一定的差距。若在已有成果基础上，进一步优化磁粉和橡胶基体的配比、改善磁粉与橡胶基体的相容性、优化磁粉与橡胶复合工艺，完全有可能开发岀具有国际领先水平的高阻尼特性新型磁性橡胶。浙江省已成为我国乃至全球最主要的磁性材料生产基地，具有产业规模大、生

6、产企业多、种类齐全的特点，永磁材料的总产值占全球的一半左右，在宁波、东阳等地区已成为经济支柱产业。中国的稀土资源十分丰富，稀土储量占世界的60%以上，发展稀土永磁材料在我国尤其具有巨大的资源优势。我省磁性材料生产企业，包括一些大型生产企业，在磁性橡胶材料方面技术储备少，自主知识产权很少或几乎没有。本项目将通过自主技术创新，开发兼具高阻尼特性与高磁性能的新型磁性橡胶材料，填补国内相关领域空白。项目适应了国内外磁性橡胶材料发展的趋势，必将推动高阻尼特性磁性橡胶在汽车工业等领域中的应用，并为预防地震等自然灾害提供新型减震材料。该项目一旦顺利完成，必将为我省磁性材料产业的发展开辟出新方向，改变我国在

7、磁性橡胶材料方面研发落后于国外的局面，对推动我省和我国磁性材料的自主创新和产业升级具有重大意义。（-）国内外研究现状和发展趋势磁性橡胶从20世纪90年代问世以来发展迅速，应用越来越广泛［1

8、。阻尼型磁性橡胶是由磁粉与橡胶复合而成的一种结构■功能一体化复合材料，由于融合了橡胶弹性阻尼、磁性阻尼以及负载接触面的空气阻尼等相互作用，与传统的阻尼减震橡胶比较，其阻尼效果显著。因此，具有高阻尼特性的磁性橡胶材料作为一种