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納米流體能量吸收材料
納米流體能量吸收材料

參考價(jià)格

面議

型號

納米流體能量吸收材料

品牌

煤業(yè)化工研究院

產(chǎn)地

陜西

樣本

暫無
陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司

會(huì)員

|

第4年

|

生產(chǎn)商

工商已核實(shí)

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核心參數(shù)
  • 制作方法:

    -
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一、納米流體能量吸收材料的研發(fā)背景

高性能抗沖擊、減震吸能的防護(hù)材料,在國防**、工業(yè)建設(shè)、汽車安全、兒童保護(hù)、體育用品以及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用,例如裝甲、防彈衣、防爆服、防刺服、飛機(jī)起落架、高速公路隔離墩、安全帽、汽車保險(xiǎn)杠、運(yùn)動(dòng)鞋和運(yùn)動(dòng)護(hù)具、精密儀器包裝、減震降噪系統(tǒng)等,因此,這一類材料長期以來一直是科學(xué)界和工業(yè)界的研發(fā)熱點(diǎn)。

單位質(zhì)量吸能密度和單位體積吸能密度是影響防護(hù)材料防護(hù)性能的關(guān)鍵,在這一方面,各國科學(xué)家開展了大量的研究工作,包括高吸能材料研究,吸能部件的拓?fù)浜蛶缀谓Y(jié)構(gòu)優(yōu)化,防護(hù)結(jié)構(gòu)宏觀設(shè)計(jì)和優(yōu)化等。各種不同的吸能機(jī)理(如塑性失穩(wěn)、相變、摩擦耗散、表面/界面能量吸收)都被用來提高防護(hù)結(jié)構(gòu)的吸能密度。

然而,不盡如人意的是,目前市場上絕大多數(shù)材料,其吸能密度**僅為20J/g左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足在一般的沖擊震動(dòng)條件下對于防護(hù)性能的要求,離高速?zèng)_擊條件下所需的安全性就相差更遠(yuǎn)了。 

吸能材料

密度(g/cm3

吸能密度(J/g

常規(guī)產(chǎn)品

高聚物泡沫材料

0.03-0.3

0.1-2

EPP、EPE、EPS、EVA、發(fā)泡海綿、聚氨酯、HDPE、LDPE

金屬泡沫材料

0.1-0.3

1-20

泡沫鋁

多孔編織復(fù)合材料

0.1

1-10

滌綸

形狀記憶合金

5-7

1


硅膠

1.1-1.25

0.25-0.27

硅橡膠、硅樹脂

 

二、納米流體吸能材料簡介

納米多孔材料本身由疏水性材料制成,在常規(guī)情況下,功能流體無法進(jìn)入到納米材料孔道當(dāng)中,一旦發(fā)生外力作用,功能液體將進(jìn)入納米孔道,通過這一過程,將外力機(jī)械功轉(zhuǎn)換為液固兩相間的盈余表面張力和摩擦力,真正實(shí)現(xiàn)了能量守恒轉(zhuǎn)化,外力撤消后,功能液體將流出納米孔道,因此,材料本身可以反復(fù)多次使用。1g納米多孔材料的比表面積可以達(dá)到100—2000平方米,是基體材料的幾十億倍,其吸收密度可以達(dá)到60-200J/g以上。

序號

項(xiàng)目

指標(biāo)

1

凝沸點(diǎn)

-40℃—70

2

密度

0.8 g/cm31.2g/cm3

3

能量吸收密度

≥60J/g

4

吸能響應(yīng)速度

≤4ms

5

能量吸收模塊實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)時(shí)能承受的**壓強(qiáng)

≥150MPa

6

沖擊回彈實(shí)驗(yàn),(誤差<±0.5%)室溫(22±5

回彈值%16.0-17.2

 

目前,根據(jù)檢測結(jié)果,納米流體能量吸收材料是任何當(dāng)前市面上的能量吸收材料的幾十乃至數(shù)百倍以上。在高速?zèng)_擊下,納米約束的液體分子所展現(xiàn)出的獨(dú)特構(gòu)型可以極大程度地遷移和減緩沖擊波,效果遠(yuǎn)優(yōu)于任何已知材料。

吸能材料

密度(g/cm3

吸能密度(J/g

常規(guī)產(chǎn)品

高聚物泡沫材料

0.03-0.3

0.1-2

EPP、EPE、EPS、EVA、發(fā)泡海綿、聚氨酯、HDPE、LDPE

金屬泡沫材料

0.1-0.3

1-20

泡沫鋁

多孔編織復(fù)合材料

0.1

1-10

滌綸

形狀記憶合金

5-7

1


NFEAM *

0.8-1.2

60-200


納米流體能量吸收材料結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,性能在大范圍內(nèi)可調(diào)(僅需簡單改動(dòng)就可使材料適用于不同的工業(yè)、軍用、民用的應(yīng)用中)。材料可以方便地嵌入任何現(xiàn)有的需保護(hù)的系統(tǒng)中,無需對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行重大結(jié)構(gòu)改造。目前,已經(jīng)在國家勞動(dòng)保護(hù)用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,中船重工七二五研究所進(jìn)行了第三方評價(jià)測試,檢測結(jié)果表明,納米流體能量吸收材料可以提高安全帽和摩托車頭盔吸能性能60%—70%左右。

國家勞動(dòng)保護(hù)用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心頭盔檢測

在頭模之上戴上頭盔,共計(jì)5KG,傳感器置于頭盔與頭模之間,從1.8米高處落下,頭盔率先著地,傳感器感應(yīng)到重力加速度越小,吸能效果越好。

加入吸能模塊的頭盔

未加吸能模塊的頭盔

峰值:221.0g

150g作用時(shí)間:1.73ms

峰值:830.0g

150g作用時(shí)間:1.09ms

200g作用時(shí)間:0.74ms

200g作用時(shí)間:0.90ms

峰值:293.1g

150g作用時(shí)間:1.78ms

峰值:958.3g

150g作用時(shí)間:1.09ms

200g作用時(shí)間:1.25ms

200g作用時(shí)間:0.93ms

峰值:245.3g

150g作用時(shí)間:2.2.ms

峰值:958.3g

150g作用時(shí)間:0.92ms

200g作用時(shí)間:1.40ms

200g作用時(shí)間:0.83ms

峰值:512.6g

150g作用時(shí)間:1.68ms

峰值:958.3g

150g作用時(shí)間:0.92ms

200g作用時(shí)間:1.40ms

200g作用時(shí)間:0.83ms

峰值:142.8g

150g作用時(shí)間:0.00ms

峰值:541.2g

150g作用時(shí)間:0.96ms

200g作用時(shí)間:0.00ms

200g作用時(shí)間:0.77ms

峰值:249.5g

150g作用時(shí)間:2.06ms

峰值:958.3g

150g作用時(shí)間:0.88ms

200g作用時(shí)間:1.45ms

200g作用時(shí)間:0.82ms

落錘試驗(yàn)

將傳感器放置于四種減震測試材料下方,5kg錘頭從30厘米高處落下,材料會(huì)吸收沖擊力,材料底部的傳感器記錄未吸收的沖擊力峰值,未吸收沖擊力峰值越小,說明材料本身吸收沖擊力效果越好。

吸能材料

EVA

硅膠

EPS

納米流體能量吸收材料

錘頭重量

5KG

5KG

5KG

5KG

沖擊力峰值

515KG

692KG

903KG

234KG


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產(chǎn)品質(zhì)量

10分

售后服務(wù)

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易用性

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性價(jià)比

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