發(fā)布時間：2017-03-19 21:10

  本文關(guān)鍵詞：多級結(jié)構(gòu)納米復合電流變顆粒的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電流變液(Electrorheological Fluids)通常是由高介電常數(shù)的微小顆粒分散在低介電常數(shù)的絕緣液體中形成的懸浮體系。對其施加外電場,其粘度、剪切強度會瞬間變化幾個數(shù)量級,表現(xiàn)出固體的性質(zhì),具有快速可逆的特點。電流變液(ERF)屬于可控流體,是在基載液中加入可被電場極化的微細粒子而制成的懸浮液,在不施加電場時是流動的液體,施加電場后流變性能會發(fā)生瞬間變化,由粘度較低的液態(tài)迅速變成粘度較大的膠體狀態(tài),撤掉電場后又會恢復其流動性質(zhì)。本論文利用不同途徑合成了鉻離子摻雜鐵酸鉍納米粒子,花狀氧化鐵/聚苯胺多級結(jié)構(gòu)粒子,各向異性TiO2/聚苯胺多級結(jié)構(gòu)的核殼粒子和聚苯胺/聚吡咯環(huán)狀納米纖維,并通過SEM、TEM、XRD等測試方法對產(chǎn)物進行了表征和分析。具體的內(nèi)容如下:(1)通過溶膠-凝膠法合成一系列Cr摻雜BiFeO3納米粒子。生成的Cr摻雜BiFeO3采用不同的技術(shù)手段,如掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線粉末衍射(XRD)和電流變測試等進行了表征和分析。比較了在不同電場作用下,含Cr摻雜和未摻雜的BiFeO3顆粒懸浮液的電流變性能。發(fā)現(xiàn)Cr摻雜BiFeO3顆粒的懸浮液具有比純BiFeO3顆粒更好的電流變效應(yīng)。此外,不同的摻雜濃度對電流變行為起著重要的作用。同時與介電分析相結(jié)合,增強的ER效應(yīng)可以歸因于Cr摻雜BiFeO3的電流變液具有增強的界面極化。(2)多級結(jié)構(gòu)的花狀氧化鐵/聚苯胺納米復合材料通過二個步驟法獲得。首先,采用高溫回流法合成單分散花狀氧化鐵。然后進一步通過原位聚合法得到花狀Fe2O3/聚苯胺核殼納米復合材料。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、SQUID MPMS、UV-Vis和Haake流變儀研究其結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能。得到的氧化鐵/聚苯胺納米復合材料具有多級結(jié)構(gòu)和核殼結(jié)構(gòu)。使用Haake流變儀測試其分散在硅油中,在不同電場強度下的電流變(ER)性能,表現(xiàn)出明顯的電流變性能。(3)各向異性二氧化鈦/聚苯胺的核/殼納米復合材料通過三個步驟合成。首先,通過控制水解的方法制備出單分散的無定形二氧化鈦微球,然后用弱酸刻蝕單分散二氧化鈦球形成各向異性二氧化鈦。最后,通過原位聚合的方法在各向異性的TiO2的表面包覆聚苯胺(PANI)。深入地討論了影響制備納米二氧化鈦/聚苯胺核/殼結(jié)構(gòu)納米顆粒的影響因素,包括不同種類的酸、不同用量的酸和苯胺的用量等。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、Zeta電位分析等對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進行表征。使用Haake流變儀對各向異性的二氧化鈦/聚苯胺復合粒子的電流變行為進行測試。經(jīng)測試,該電流變液表現(xiàn)出良好的電流變性能。(4)具有粗糙表面的聚苯胺/聚吡咯納米復合纖維的制備主要分為兩個過程,一是聚苯胺纖維的制備,二是在聚苯胺纖維表面包覆聚吡咯。由于苯胺與吡咯的制備可以采用相同的引發(fā)劑,因此整個實驗過程簡單,容易實現(xiàn)。同時,本章也討論了吡咯的用量以及吡咯的聚合時間對產(chǎn)物形貌及性能的影響。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紫外可見光譜、傅里葉紅外光譜分析等對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進行表征。使用Haake流變儀對聚苯胺/聚吡咯復合粒子的電流變行為進行測試。
【關(guān)鍵詞】：電流變液 核殼結(jié)構(gòu) 多級結(jié)構(gòu) 聚苯胺
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 電流變液：智能軟物質(zhì)材料特性12-13
• 1.2 電流變機理13-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)的電流變機理13-14
• 1.2.2 巨流變的機理14-15
• 1.3 電流變材料的發(fā)展15-22
• 1.3.1 多孔無機物15-16
• 1.3.2 導電高分子16-17
• 1.3.3 導電的復合材料17-20
• 1.3.4 高介電材料20-21
• 1.3.5 巨流變材料21-22
• 1.4 電流變特性22-26
• 1.4.1 流動曲線分析22-24
• 1.4.2 屈服應(yīng)力和動態(tài)模量24-25
• 1.4.3 壓縮應(yīng)力25-26
• 1.5 磁流變流體26-27
• 1.6 本論文選題意義及研究內(nèi)容27-28
• 第二章 多鐵性鉻摻雜BiFeO_3顆粒的電流變性能的研究28-44
• 2.1 引言28
• 2.2 實驗部分28-30
• 2.2.1 實驗藥品28-29
• 2.2.2 主要實驗儀器設(shè)備29
• 2.2.3 實驗方案設(shè)計29-30
• 2.2.4 反應(yīng)流程圖30
• 2.3 鉻離子摻雜鐵酸鉍納米顆粒的表征30-31
• 2.4 結(jié)果與討論31-43
• 2.4.1 鉻離子摻雜鐵酸鉍納米顆粒的形貌與結(jié)構(gòu)31-35
• 2.4.2 鉻離子摻雜鐵酸鉍納米顆粒的性能35-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 花狀氧化鐵/聚苯胺的制備及性能研究44-58
• 3.1 引言44
• 3.2 實驗部分44-47
• 3.2.1 實驗藥品及儀器設(shè)備44-46
• 3.2.2 實驗方案設(shè)計46
• 3.2.3 反應(yīng)流程圖46-47
• 3.3 樣品的表征與性能測試47-48
• 3.4 結(jié)果與討論48-57
• 3.4.1 掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）分析48-51
• 3.4.2 XRD圖譜分析51-52
• 3.4.3 紫外可見光譜分析52-53
• 3.4.4 磁性能分析53-54
• 3.4.5 電流變性能分析54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 各向異性氧化鈦/聚苯胺的制備及性能研究58-72
• 4.1 引言58-59
• 4.2 實驗部分59-61
• 4.2.1 實驗儀器與試劑59-60
• 4.2.2 樣品的制備60
• 4.2.3 反應(yīng)流程圖60-61
• 4.3 樣品的測試及表征61-62
• 4.4 結(jié)果與討論62-70
• 4.4.1 單分散二氧化鈦的掃描電鏡（SEM）和XRD分析62-63
• 4.4.2 不同種類和數(shù)量的酸對各向異性二氧化鈦形貌的影響63-65
• 4.4.3 不同的苯胺用量對各向異性二氧化鈦/聚苯胺納米復合材料的形貌的影響65-66
• 4.4.4 電流變性能分析66-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第五章 聚苯胺/聚吡咯復合材料的制備及其性能研究72-82
• 5.1 引言72-73
• 5.2 實驗部分73-75
• 5.2.1 實驗儀器與試劑73
• 5.2.2 材料的制備73-75
• 5.3 樣品的表征與性能測試75
• 5.4 結(jié)果與討論75-81
• 5.4.1 材料形貌及結(jié)構(gòu)表征75-79
• 5.4.2 紅外光譜分析79
• 5.4.3 紫外可見光譜分析79-80
• 5.4.4 聚苯胺/聚吡咯復合材料的電流變性能80-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-92
• 致謝92-94
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章及專利94-97

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