可能不少人還記得曾經學過的一篇關于“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象。延伸到工業(yè)生產中，還有一個詞叫“機械共振”，它是指機械系統收到外在的頻率與系統的固有頻率相接近時，系統振幅顯著增大的現象。機械共振發(fā)生時，可能會對機械內部的零部件產生影響，可能會降低設備精度、加大疲勞損傷，對后續(xù)的生產帶來負面作用，嚴重的還會損傷設備自身，甚至引發(fā)生產事故。
　　
 
　　為了應對機械共振帶來負面影響，技術人員會選擇阻尼性較好的材料置入或嵌入機械設備中，也可以選擇阻尼性較好的材料制作設備本身。阻尼是指搖蕩系統或振動系統受到阻滯使能量隨時間而耗散的物理現象，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下熱門的熱塑性CF/PEEK復合材料，它的阻尼特性是否更為出色。
　　
 
　　熱塑性CF/PEEK復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，通常以比率形式表示。熱塑性CF/PEEK復合材料的阻尼比通常在0.01到0.1之間，具體數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出更好的能量吸收能力。
　　
　　3、頻率依賴性：熱塑性CF/PEEK復合材料的阻尼性能會隨施加負載的頻率變化，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復合材料的阻尼特性？
　　
　　1、優(yōu)化纖維方向和布局：使用機織織物或混合方法，優(yōu)化調整纖維的方向和布局，可以改善應力分布，同時增加阻尼性。
　　
　　2、調整纖維含量：在不影響機械性能的前提下調整纖維體積分數，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（例如橡膠顆粒或粘彈性材料）摻入熱塑性基體中，可以增強能量吸收并提高阻尼性能。
　　
　　4、采用分層技術：使用不同材料的多層結構，例如結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、進行表面處理：應用表面處理或涂層以改善纖維和基體之間的界面結合，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：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)化生產溫度：針對特定溫度范圍設計復合材料，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）結合起來，形成混合復合材料，可以在保持強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，可以增強機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復合材料的一個重要應用方向就是汽車制造，熱塑性碳纖維復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合材料的重要原因。