一种用于热噪声环境下的热‑声两场超材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于热噪声环境下的热‑声两场超材料的制备方法，包括环氧树脂基体，橡胶弹性包覆层，硬质量核心铅组成的局域共振声超材料单胞，周期性排列形成的有限尺寸局域共振声超材料薄板，将其各个单胞的环氧树脂基体，替换为由乳胶和硅橡胶交替层合形成的层合式热超材料；或将橡胶弹性包覆层包覆的硬质量核心铅组成的弹性共振单元，嵌入在由基质材料中填充非球形纳米颗粒形成的颗粒填充式热超材料中。本发明专利技术满足多场服役环境下结构的防热与降噪两种功能需求。

For a heat sound two thermal environment super material preparation method

The invention discloses a preparation method for thermal acoustic two thermal environment of metamaterials, including epoxy resin matrix, the elastic rubber coating layer, local resonance sound hard core quality lead metamaterial composed of a single cell, periodic arrangement of finite size local resonance acoustic metamaterials forming sheet, the single cell epoxy resin matrix is replaced by silicon rubber latex and alternately laminated form laminated type heat superconductive materials; or the elastic rubber elastic resonance unit coated lead layer coated hard core quality of the embedded type heat in matrix formed by filling material filled with non spherical nano particles in metamaterials. The invention meets the two functional requirements for the heat and noise reduction of the structure under the multi field service environment.

【技术实现步骤摘要】
一种用于热噪声环境下的热-声两场超材料的制备方法
本专利技术属于结构防热与减振、降噪设计
主要为基于现有的各向异性热超材料及局域共振型声超材料开展的热-声两场超材料的制备方法，具体应用于尖端装备结构多场服役环境下的防热、减振需求。
技术介绍
近些年出现的超材料(或称超构材料)是一种人为设计、具有自然界材料不具备的如负泊松比、负折射率、负模量及负密度等特性的材料。以声超材料为例，其独特的带隙特性为装备结构内部降噪、隔声设计等工程难题提供了新的解决途径，在实现结构减振、隔声及新型声学器件研发等方面有巨大的应用前景。由于声超材料与热超材料的物理基础以及几何特征等存在很大区别，见表1。对于兼具低频隔声降噪、防热特性的热-声两场超材料的探索，面临如下挑战性难题：表1声、热超材料物理性能、几何特征对比由于描述热场、声场的方程类型不同，其变量与响应具有不同的物理概念、量纲及数量级等，无法统一描述。此外，如果将热看成一种高频振动，基于尺寸与波长匹配的布拉格散射机制，欲在同一层面内实现热超材料纳米尺度与局域共振型声超材料厘米尺度的胞元设计，几乎不可能。然而，从热流的宏观层面来看，实现人为定向控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热噪声环境下的热‑声两场超材料的制备方法，其特征在于，包括环氧树脂基体(1)，橡胶弹性包覆层(2)，硬质量核心铅(3)组成的局域共振声超材料单胞，周期性排列形成的有限尺寸局域共振声超材料薄板，将其各个单胞的环氧树脂基体(1)，替换为由乳胶(A)和硅橡胶(B)交替层合形成的层合式热超材料(4)；或将橡胶弹性包覆层(2)包覆的硬质量核心铅(3)组成的弹性共振单元，嵌入在由基质材料(C)中填充非球形纳米颗粒(D)形成的颗粒填充式热超材料(5)中。

【技术特征摘要】
1.一种用于热噪声环境下的热-声两场超材料的制备方法，其特征在于，包括环氧树脂基体(1)，橡胶弹性包覆层(2)，硬质量核心铅(3)组成的局域共振声超材料单胞，周期性排列形成的有限尺寸局域共振声超材料薄板，将其各个单胞的环氧树脂基体(1)，替换为由乳胶(A)和硅橡胶(B)交替层合形成的层合式热超材料(4)；或将橡胶弹性包覆层(2)包覆的硬质量核心铅(3)组成的弹性共振单元，嵌入在由基质材料(C)中填充非球形纳米颗粒(D)形成的颗粒填充式热超材料(5)中。2.根据权利要求1所述的一种用于热噪声环境下的热-声两场超材料的制备方法，其特征在于，层合式热超材料(4)的导热率为各向异性，且由乳胶(A)与硅橡胶(B)薄膜层交替层合而成。3.根据权利要求2所述的一种用于热噪声环境下的热-声两场超材料的制备方法，其特征在于，层合式热超材料(4)的制备方法为：将导热率不同的乳胶(A)和硅橡胶(B)交替层合放入琼脂-水背景介质中，根据有效介质法，为了使装置与背景热场融合，当背景介质导热率kh与材料A、B的导热率kA、kB满足关系：时，实现热流的最小扰动；由于热流有效波长是发散的，每一层的厚度都必须足够小，保证每一层的温度变化都足够小的ΔT,使得复合效应大于每一层的特性，占主导作用，在模拟计算时，采用等温线的角度来观测热流的扭曲程度。4.根据权利要求1所述的一种用于热噪声环境下的热-声两场超材料的制备方法，其特征在于，颗粒填充式热超材料(5)的导热率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃明，李珍，朱昀，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61