可能不少人還記得曾經(jīng)學(xué)過的一篇關(guān)于“法國昂熱市一座橋因為士兵整齊邁步而引發(fā)共振最后倒塌”的文章，其中就提到了一個物理名詞“共振”。共振是物理系統(tǒng)在特定頻率和波長下，比其他頻率和波長以更大的振幅做振動的物理現(xiàn)象。延伸到工業(yè)生產(chǎn)中，還有一個詞叫“機(jī)械共振”，它是指機(jī)械系統(tǒng)收到外在的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相接近時，系統(tǒng)振幅顯著增大的現(xiàn)象。機(jī)械共振發(fā)生時，可能會對機(jī)械內(nèi)部的零部件產(chǎn)生影響，可能會降低設(shè)備精度、加大疲勞損傷，對后續(xù)的生產(chǎn)帶來負(fù)面作用，嚴(yán)重的還會損傷設(shè)備自身，甚至引發(fā)生產(chǎn)事故。
　　
 
　　為了應(yīng)對機(jī)械共振帶來負(fù)面影響，技術(shù)人員會選擇阻尼性較好的材料置入或嵌入機(jī)械設(shè)備中，也可以選擇阻尼性較好的材料制作設(shè)備本身。阻尼是指搖蕩系統(tǒng)或振動系統(tǒng)受到阻滯使能量隨時間而耗散的物理現(xiàn)象，目的是為了消散振動帶來的影響。樹脂基體材料本身就是阻尼性較好的一種材料，而碳纖維復(fù)合材料中大量使用樹脂基體，因此也具備了不錯的阻尼特性，但因其出色的強(qiáng)度和模量優(yōu)勢，阻尼特性往往被忽視了。智上新材料來介紹一些當(dāng)下熱門的熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料，它的阻尼特性是否更為出色。
　　
 
　　熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料阻尼特性介紹
　　
　　1、阻尼比：阻尼比是衡量材料能量耗散能力的一個指標(biāo)，通常以比率形式表示。熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料的阻尼比通常在0.01到0.1之間，具體數(shù)值依賴于纖維含量和取向。
　　
　　2、溫度影響：熱塑性CF/PEEK的阻尼性能會受到溫度的影響，在玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg）附近時，阻尼性能會顯著變化，通常會在高溫條件下表現(xiàn)出更好的能量吸收能力。
　　
　　3、頻率依賴性：熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料的阻尼性能會隨施加負(fù)載的頻率變化，低頻時，材料的阻尼效果可能較好，而在高頻下，性能可能有所下降。
　　
 
　　如何提升熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料的阻尼特性？
　　
　　1、優(yōu)化纖維方向和布局：使用機(jī)織織物或混合方法，優(yōu)化調(diào)整纖維的方向和布局，可以改善應(yīng)力分布，同時增加阻尼性。
　　
　　2、調(diào)整纖維含量：在不影響機(jī)械性能的前提下調(diào)整纖維體積分?jǐn)?shù)，找到合適的占比，可以有效增加阻尼性。
　　
　　3、添加劑和改性劑：將阻尼劑或改性劑（例如橡膠顆?；蛘硰椥圆牧希饺霟崴苄曰w中，可以增強(qiáng)能量吸收并提高阻尼性能。
　　
　　4、采用分層技術(shù)：使用不同材料的多層結(jié)構(gòu)，例如結(jié)合具有不同剛度和阻尼特性的材料層可以改善整體能量耗散。
　　
 
　　5、進(jìn)行表面處理：應(yīng)用表面處理或涂層以改善纖維和基體之間的界面結(jié)合，更好的粘合可以改善能量傳遞和阻尼特性。
　　
　　6、選擇加工技術(shù)：嘗試不同的加工方法，例如注塑、壓縮成型或3D打印，不同加工方法可以影響纖維的取向和分布，從而影響阻尼性能。
　　
　　7、優(yōu)化生產(chǎn)溫度：針對特定溫度范圍設(shè)計復(fù)合材料，了解材料在不同溫度下的粘彈性行為，可以使得阻尼性能最大化。
　　
　　8、混合其他復(fù)合材料：將碳纖維與其他纖維類型（例如玻璃纖維或天然纖維）結(jié)合起來，形成混合復(fù)合材料，可以在保持強(qiáng)度的同時引入額外的阻尼特性。
　　
　　9、加入納米材料：將納米填料（例如碳納米管、石墨烯）納入基體中，可以增強(qiáng)機(jī)械性能并提供額外的能量耗散途徑，提高阻尼特性。
　　
 
　　熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料的阻尼特性并不是獨有，聚酰胺 (PA)和聚丙烯 (PP)等熱塑性樹脂都能提供不錯的阻尼效果，而且出色的能量吸收效果還有益于提高安全性。熱塑性CF/PEEK復(fù)合材料的一個重要應(yīng)用方向就是汽車制造，熱塑性碳纖維復(fù)合材料的加入提升了吸能效果，直接提高了駕乘人員的安全性。這也是目前新能源汽車行業(yè)中，仰望U9、昊鉑SSR和小米SU7 Ultra等高端車型引入碳纖維復(fù)合材料的重要原因。