[发明专利]一种含气凝胶的缓冲结构

说明书

本发明公开一种含气凝胶的缓冲结构，其特征在于，所述含气凝胶的缓冲结构由气凝胶、密封箱以及平行放置于密封箱中的薄壁空芯金属管构成，所述气凝胶填充在薄壁空芯金属管之间的间隙中。本发明提供的一种含气凝胶的缓冲结构，具有优异的减震吸能、抗冲击、防火隔热性能，适用于汽车防护、空投等领域，特别适用于高空空投、重型设备空投、载人空投、无伞空投等领域，拓展气凝胶的应用领域，市场前景巨大。

技术领域

本发明涉及一种缓冲结构，尤其涉及一种含气凝胶的缓冲结构，属于抗冲击、防爆、减震吸能复合材料领域。

背景技术

气凝胶是一种具有三维网络骨架结构和纳米级孔洞的轻质无机固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的绝热、防火、隔音、减震吸能以及透明等特性，导热系数可低至0.015W/m·K以下，是所有固体材料中隔热保温性能最好的一种，可广泛应用于国防军工、航空航天、安保反恐等军事领域以及绿色建筑、热量传输、太阳能利用、公共交通、金融设备防护等民用领域。

薄壁空芯金属管是最传统、最有效的缓冲吸能结构，已经广泛应用于汽车、铁路列车、飞机和船舶等几乎所有运载工具的碰撞能量耗散系统中，经过合理的设计，薄壁管结构具有可控制的破坏模式、较平稳的压缩载荷，是一种优异的缓冲吸能元件。

发明内容

本发明的目的是提供一种含气凝胶的缓冲结构。

本发明的一种含气凝胶的缓冲结构，所述含气凝胶的缓冲结构由气凝胶材料、密封箱以及平行放置于所述密封箱中的多个薄壁空芯金属管构成，所述薄壁空芯金属管的两端与密封箱连接，所述气凝胶材料填充在薄壁空芯金属管之间的间隙中。

在其中一个实施例中，所述薄壁空芯金属管的横截面形状为圆形、矩形、六边形、八边形、三角形、五角形中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述薄壁空芯金属管的壁厚为1-4mm，所述薄壁空芯金属管的内径为10-100mm。

在其中一个实施例中，所述密封箱的长和宽为0.05-2m、高为0.05-1m，所述密封箱壁厚为1-10mm。

在其中一个实施例中，所述密封箱和所述薄壁空芯金属管的材质为铝、铁、铜、钢、形状记忆合金、阻尼合金中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述形状记忆合金为镍钛形状记忆合金、 铜基形状记忆合金或铁基形状记忆合金，所述铜基形状记忆合金为Cu-Zn-Al系或Cu-Al-Ni系形状记忆合金，所述铁基形状记忆合金为Fe-Mn-Si系形状记忆合金、Fe-Ni-Co系形状记忆合金、Fe-Pt系形状记忆合金或Fe-Pd系形状记忆合金；所述阻尼合金为高阻尼钛合金、高阻尼铝合金、高阻尼镁合金、高阻尼铁基合金、高阻尼锌基合金、高阻尼锰基合金、高阻尼铜基合金中的一种。

在其中一个实施例中，所述薄壁空芯金属管和所述密封箱一体成型或者通过焊接连接。

在其中一个实施例中，所述薄壁空芯金属管内部填充泡沫铝、发泡聚氨酯、发泡聚苯乙烯或气凝胶材料。

在其中一个实施例中，所述气凝胶材料为气凝胶、纤维增强气凝胶、胶粘剂增强气凝胶中的一种或多种，所述纤维增强气凝胶为以纤维作为增强相的气凝胶复合材料，所述胶粘剂增强气凝胶为以胶粘剂作为粘结增强相的气凝胶复合材料。

在其中一个实施例中，所述气凝胶为SiO₂气凝胶、TiO₂气凝胶、碳气凝胶、Fe₃O₄气凝胶或V₂O₅气凝胶。