4.2　纳米阻尼技术

随着科学技术的发展，机械设备趋于高速、高效和自动化，随之引起的振动、噪声和疲劳断裂问题也越来越突出，阻尼技术是控制结构共振和噪声的重要方法之一。通常把系统损耗振动能或声能的能力称为阻尼。阻尼越大，输入系统的能量便能在较短时间内损耗完毕，因而系统从受激振动到重新静止所经历的时间就越短，所以阻尼也可理解为系统受激后迅速恢复到受激前状态的一种能力^[24～26]。

常见的金属材料，如钢、铝、铜等，其固有阻尼都很小，因此常用外加阻尼材料的方法来增大其阻尼。橡胶材料具有独特的动态黏弹性，滞后损耗大，在吸收大振幅振动、低能长波振动方面优势明显，在大型精密仪器及设备、建筑桥梁减震、潜艇消声等阻尼领域得到广泛应用。在玻璃化转变温度附近，橡胶大分子链段松弛运动的能力很强，能产生很强的内摩擦力。如果橡胶与振动物体接触，就会最大程度吸收振动机械能，并通过大分子链段的松弛运动时的内摩擦转变为热能而损失，从而产生振动阻尼。

一般来说，橡胶的玻璃化转变区域内具有高损耗因子（tanδ），但该区域与橡胶阻尼件的服役温域常常不吻合，而在服役温域内，橡胶材料的损耗因子则远低于玻璃化转变区的峰值，这限制了橡胶材料在阻尼减振降噪领域中的应用。提高传统橡胶材料阻尼性能的方法主要有共混、共聚和互穿聚合物网络等^[27]。近年来，关于纳米阻尼技术的研究越来越多，通过在橡胶材料中构建纳米填料网络，增加界面摩擦损耗能量，实现材料的阻尼。该技术不仅可以提高材料在阻尼功能区域的损耗因子，而且可以降低阻尼性能对外界温度和外加振动频率的依赖性，提高材料的力学强度。在绝大多数情况下，阻尼与生热是伴生的，即动态生热越高，阻尼性能也越高。