蜂窩料_河南匯成鋁業有限公司

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蜂窩材料制備

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一種含高溫塑料聚苯乙烯的封閉蜂窩材料的新制造方法如下：

通過化學鍍的方法在高分子粉末上鍍覆一層鎳磷合金，並進行高溫燒結，得到了含高分子聚合物的金屬封閉蜂窩材料。SEM和EDS （能量色散譜）分析表明經熱處理後聚合物仍處於封閉空間裏。這種材料具有低的彈性模量和高的能量吸收性能、高的衰減係數。

封閉蜂窩材料制造過程如下：

1、在10μm聚苯乙烯上化學鍍0.46μm厚的鎳。

2、將聚苯乙烯粉末放置在8mm或16mm的小球內，進行90℃衡壓200MPa壓縮。

3、進行真空8000℃高溫燒結1h。

封閉蜂窩材料的抗壓應力與壓應變的關係如下圖所示，應力與應變關係具有良好的線性關係。這對應了高能吸收性能，表明這種材料具有高能吸收特性可以用於衝擊能量的吸收。 [1]

應力與應變關係圖

蜂窩材料變形機制

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下圖表示出了六邊形的蜂窩體，到目前為止這是普遍的一種。共面剛度和強度是低的，因為該平面內的應力使孔壁產生彎曲。而異面剛度和強度則要大得多，因為它們需要孔壁的軸向伸長或壓縮。

六邊形的蜂窩體

共面變形

下圖示出了彈性蜂窩材料（橡膠）、彈塑性蜂窩材料（金屬）及彈脆性蜂窩材料（陶瓷）的壓縮和拉伸的應力-應變曲線。

它們的形狀有著廣泛的相似性，但是原因各不相同。在壓縮時，開始全都表現出一個線彈性區，後面接著一個應力近乎恒定的平臺，後進入一個應力陡然升高區。每個區域都聯係著一個變形機制，這些機制可由對模型蜂窩體的加載和照相而得以確認。在開始加載時，孔壁就彎曲，產生線彈性（當然，只要孔壁材料本身是線彈性的）。但當達到臨界應力時，孔穴開始坍塌：對於彈性體材料，坍塌由孔壁的彈性屈曲所造成，故它可以恢復；對於具有塑性屈服點的材料，坍塌由彎曲邊的大力矩截面處形成塑性鉸所造成；而對於脆性材料，則是由孔壁的脆性斷裂所造成；當然，後兩者是不可恢復的。終，當處於高應變時，孔穴充分坍塌以至相對孔壁發生接觸（或它們斷裂的片段堆積在一起），且進一步的變形即壓縮到孔壁材料本身。這導致了應力-應變曲線的後陡然上升部分，標志著致密化的出現。

壓縮和拉伸的應力-應變曲線

蜂窩材料相對密度的加大，增加了孔壁的相對厚度。故而，孔壁的彎曲抗力和孔穴的坍塌抗力均提高，造成較高的模量和坪應力；且孔壁觸及較快，這就減小了致密化開始的應變。

拉伸變形可以是不同的。孔壁一開始就出現彎曲，以與壓縮時同樣的斜率（故亦為同樣的模量）發生線彈性變形。但在拉伸時彈性蜂窩材料不會產生屈曲；而是孔壁轉向拉伸軸，剛性提高。塑性蜂窩體的表現方式則幾乎與其在壓縮時的一樣：形成塑性鉸，在一個近乎常數的“坪”應力作用下，允許大的變形；僅僅是幾何上的改變引起差異，這通常是將拉伸曲線推至壓縮曲線的位置之上。脆性蜂窩體在拉伸時是猝然破壞的，這時的應力值通常低於真正的抗壓強度。對於任何脆性固體，在拉伸時的斷裂場都是由主要的缺陷（裂紋、刻痕或損壞的孔壁群等）所控制，這種缺陷的擴展方式可由斷裂機制的方法進行計算。增加相對密度具有與壓縮時相似的效果：彈性模量、多孔固體結構與性能塑性屈服應力和脆性斷裂應力都會相應增大。

異面變形

當沿著孔穴軸向加載時，蜂窩材料的剛性更大得多，強度也更高得多。對於異面剪切加載的蜂窩材料（像夾層鑲板中蜂窩體的彎曲加載）同樣如此。在這些情況下，初始的線彈性變形包含了孔壁本身巨大的軸向或剪切變形。在壓縮過程中，線彈性區域被屈曲（對合成橡膠是彈性的，而對金屬或剛性聚合物是塑性的）所截短，終破壞由撕裂或擠壓造成。在拉伸過程中，直到撕裂、塑性屈服或斷裂為止，蜂窩材料都是彈性的。具有一個相對密度範圍的蜂窩材料的應力-應變曲線，形成了如下圖所示的一個族譜。 [2]