专利名称：一种NiTi/PZT复合材料的应用的制作方法
一种NiTi/PZT复合材料的应用技术领域：
本发明涉及已知NiTi/PZT复合材料的应用，特别是一种NiTi/PZT复合材料作为阻 尼器的新用途。背景技术：
材料阻尼器是利用阻尼材料的阻尼特性进行工作的器件。而阻尼材料是 一种能吸收振动机械能并将之转化为热能而耗散的功能材料，它利用材料本 身变形时把机械能变为热能的原理降低工程结构的共振振幅，从而增加工程 的疲劳寿命和降低工程结构的工作噪音。材料阻尼器是工程结构阻尼领域重 要的发展方向。NiTi形状记忆合金(shape memory effect ,简记为NiTi SMA)和铁电 陶瓷锆钛酸铅(Pb(ZrTi)03，简记PZT)是两中重要的阻尼材料，但两者的 缺点是明显的前者的响应振动频率范围窄，仅在几个赫兹范围；后者为陶 瓷材料，脆性大。因而两者在工程中的使用范围受到很大的限制。现有技术中有一种将PZT薄膜用溶胶一凝胶法沉积在NiTiSMA基体上 而制备出NiTi/PZT薄膜复合材料的专利报道(镍钛记忆合金与压电陶瓷异 质三步复合工艺，ZL02131042.4)。该材料作为一种新型的复合材料，具有 将NiTi SMA与PZT有机地复合起来得到两者优势互补的复合阻尼材料优 势，近而可能获得阻尼性能优越的NiTi/PZT复合材料阻尼器。但是如何进 行NiTi/PZT复合材料阻尼器应用的设计，不仅是NiTi/PZT复合阻尼材料走 向实际的关键，更是NiTi/PZT复合材料阻尼器进入工程应用的关键。关于 这一问题国内外鲜有报道。这一问题至今尚未有效地解决。
发明内容本发明目的旨在针对现有技术亟待解决的问题，而提出一种NiTi/PZT复合材料新 的用途，以解决NiTi/PZT复合阻尼材料的实际应用及NiTi/PZT复合材料阻尼器进入工 程应用的问题，发展一种NiTi/PZT复合材料阻尼器。本发明设计了一种NiTi/PZT复合材料的新用途。它直接将片状NiTi/PZT复合 材料作为阻尼器，使用在工程结构的振动环境中。所述NiTi/PZT复合材料的厚度为100—150pm，其中以NiTiSMA材料为基 体，PZT以1 —10pm厚度的薄膜形式复合在NiTiSMA两侧表面上，并在 NiTiSMA基体与PZT之间有1 nm—5 pm厚度的Ti02过渡层。本发明直接将片状NiTi/PZT复合材料作为阻尼器，结构中没有任何其它电子 结构、机械结构，及任何封装结构，仅通过NiTiSMA与PZT两种阻尼材料的阻尼特性 及两种材料复合后的优势互补，在空气环境中实现对环境的振动阻尼。
图l为NiTi/PZT复合材料阻尼器结构示意图； 图2为NiTi/PZT复合材料阻尼器使用示意图。 以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式本发明利用NiTi/PZT复合材料制成阻尼器，在空气环境中，直接粘附于 振动环境中的工程结构的下表面或直接垫付于工程结构之下作为阻尼器使用。适 用的振动环境为工作温度-1(TC—30(TC，环境振动频率0—100Hz，振动幅度 0—10nm，载荷0—15N。在工作温度0'C—20(TC，环境振动频率0—50 Hz，振 动幅度0—6^n，载荷0—10N下将有更好的使用效果。实施例hNiTi/PZT复合材料阻尼器(见附图l所示)本身仅由NiTi/PZT复合阻 尼材料构成，为厚度12(Him，长50mm,宽50mm的薄片结构。其中的 NiTi/PZT复合阻尼材料的材料组成结构是，以NiTiSMA薄片材料为基体， PZT以薄膜形式(厚度约5pm)复合在NiTiSMA薄片两侧表面上，NiTiSMA 与PZT之间有伴随NiTiSMA与PZT之间结合反应而形成的过渡层，如Ti02 过渡层。 实施例2:NiTi/PZT复合材料阻尼器的应用(见附图2所示)。NiTi/PZT复合材 料阻尼器1直接垫付于指针式计量仪表2之下。NiTi/PZT复合材料阻尼器 居于工作台3与计量仪表之间，直接承受工作台之震动。实验数据表明在震动环境，工作温度20'C、环境振动频率范围0—100Hz、最大振动幅 度5pm、最大载荷10N下，未使用NiTi/PZT复合材料阻尼器时，仪表指针指 示漂移率±0.5，使用NiTi/PZT复合材料阻尼器时，仪表指针指示漂移率±0.1。 由于NiTi/PZT复合材料阻尼器的使用，该计量仪表的震动环境被改善，使 仪表指针稳定，因而仪表的测量精度提高。
权利要求
1、一种NiTi/PZT复合材料的用途，其特征在于直接将片状NiTi/PZT复合材料作为阻尼器，使用在工程结构的振动环境。
2、 根据权利要求l所述的NiTi/PZT复合材料的用途，其特征在于所述NiTi/PZT 复合材料的厚度为100—150|am，其中以NiTiSMA材料为基体，PZT以1 —10pm 厚度的薄膜形式复合在NiTiSMA两侧表面上，并在NiTiSMA基体与PZT之间 有lpm—5pm厚度的Ti02过渡层。
3、 根据权利要求l或2所述的NiTi/PZT复合材料的用途，其特征在于所述使用 在工程结构的振动环境，是在空气环境中，直接粘附于振动环境中的工程结构的 下表面或直接垫付于工程结构之下。
4、 根据权利要求l或2所述的NiTi/PZT复合材料的用途，其特征在于所述振动 环境为工作温度-10°C—300°C，环境振动频率0—100Hz，振动幅度0—10pm， 载荷0—15N。
5、 根据权利要求4所述的NiTi/PZT复合材料的用途，其特征在于所述振动环 境为工作温度0°C—200°C,环境振动频率0—50Hz，振动幅度0—6|am，载荷 0-10N。
全文摘要
本发明设计了一种NiTi/PZT复合材料的新用途。它直接将片状NiTi/PZT复合材料作为阻尼器，使用在工程结构的振动环境中。所述NiTi/PZT复合材料的厚度为100-150μm，其中以NiTiSMA材料为基体，PZT以1-10μm厚度的薄膜形式复合在NiTiSMA两侧表面上，并在NiTiSMA基体与PZT之间有1μm-5μm厚度的TiO<sub>2</sub>过渡层。本发明直接将片状NiTi/PZT复合材料作为阻尼器，结构中没有任何其它电子结构、机械结构，及任何封装结构，仅通过NiTiSMA与PZT两种阻尼材料的阻尼特性及两种材料复合后的优势互补，在空气环境中实现对环境的振动阻尼。
文档编号F16F15/02GK101149089SQ200710060068
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者刘庆锁 申请人:天津理工大学