電流變液（Electorheological fluids,簡(jiǎn)稱ERF）是一種新型的智能材料,它一般是由微米或納米級(jí)的介電顆粒分散在絕緣油中形成的懸浮體系,可由電場(chǎng)連續(xù)、可逆、迅速調(diào)節(jié)懸浮液的粘度、彈性模量和抗剪切強(qiáng)度等力學(xué)性能。以單一的無(wú)機(jī)顆�；蛴袡C(jī)顆粒為分散相的電流變液綜合性能不高,難以滿足工程需求,而以核殼型顆粒為分散相的電流變液具有較優(yōu)的綜合性能。已報(bào)道的核殼型電流變液主要以無(wú)機(jī)顆粒為核,以極性分子或氧化石墨烯為殼層,但已有研究未對(duì)比極性分子包覆與氧化石墨烯包覆核殼型電流變液的性能差異,亦缺乏相關(guān)的機(jī)理分析。針對(duì)此問(wèn)題,本論文以無(wú)定型二氧化鈦顆粒為核,分別用尿素和氧化石墨烯片層進(jìn)行化學(xué)包覆和物理包覆制備出核殼型Ti02/尿素和Ti02/氧化石墨烯顆粒,對(duì)比其電流變性能,并分析其相關(guān)機(jī)理。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：（1）通過(guò)控制鈦酸四丁酯與水的反應(yīng)比制備Ti02顆粒,并討論攪拌和超聲振蕩兩種反應(yīng)條件下對(duì)粒徑和反應(yīng)時(shí)間的影響。經(jīng)掃描電鏡觀察到顆粒呈單分散、球形的形態(tài),粒徑分布在400-500nm,對(duì)顆粒進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征表明,顆粒表面含有大量的-OH且呈無(wú)定形態(tài)。流變性能測(cè)試結(jié)果表明,無(wú)定... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２雙層核殼結(jié)構(gòu)模型顆粒的示意圖??

２．３結(jié)果與討論??２．３．１顆粒表征??圖２．２分別為在磁力攪拌下和超聲分散下制得的Ｔｉ０２顆粒的掃描電鏡照片，從圖片??中我們可以明顯看到這兩種條件下制得的Ｔｉ０２顆粒均呈球形、分散性良好，但磁力攪??拌作用下制得的Ｔｉ０２顆粒的粒徑（約為４００ｎｍ）要稍小于超聲分散下得到的（粒徑約??為６００ｎｍ）。分析認(rèn)為：超聲激發(fā)的能量加速水與鈦酸四丁酯界面之間的攪動(dòng)和融合，??加快了鈦酸四丁醋的水解速率，同時(shí)也加速了?Ｔｉ０２顆粒的成核及生長(zhǎng)過(guò)程，因超聲??作用下制得的Ｔｉ０２顆粒的粒徑比較大，且反應(yīng)時(shí)間也比磁力攪拌作用下的完全反應(yīng)時(shí)??間短（超聲作用下完全反應(yīng)時(shí)間約為４０ｍｉｉｉ，磁力攪拌下完全反應(yīng)時(shí)間約為３ｈ）。以下??實(shí)驗(yàn)中所用的顆粒均為在磁力攪拌作用下制得的粒徑較小的ＴＫ）２顆粒。??ｍｍ??圖２．２不同反應(yīng)條件下制得的Ｔｉ０２顆粒的ＳＥＭ圖片：（ａ）磁力搜拌下，（ｂ）超聲分散??Ｆｉｇ?２．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＴｉＯ〗?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：?（ａ）?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｓｔｉｒｒｉｎｇ，?（ｂ）??ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ??圖２．３是Ｔｉ０２顆粒的傅里葉紅外（ＦＴ－ＩＲ）譜圖，從譜圖中我們可以看出在３４００ｃｍ—１、??１６３０ｃｍ＂＼?５８０ｃｉｎ＿ｉ處存在著Ｔｉ０２顆粒的特征吸收峰

過(guò)濾出來(lái)；再用乙醇對(duì)過(guò)濾得到的沉淀進(jìn)行多次洗漆后，將其放入干燥箱，在６（ｒｃ下進(jìn)??行干燥處理２４ｈ，最后研磨得到ＴｉＯｓ／尿素核殼納米顆粒。Ｔｉ０２／尿素核殼納米顆粒的制??備原理如圖３．１所示。首先，鐵酸四丁酯經(jīng)水解、縮聚，形成二氧化鐵顆粒，但由于其??表面的鐵酸四丁酯縮聚不完全，使顆粒表面含有豐富的輕基；此時(shí)，加入尿素，顆粒表??面的經(jīng)基與加入的尿素之間形成氧鍵，從而使尿素分子包覆于Ｔｉ０２顆粒的表面，形成??核殼結(jié)構(gòu)［５１］。??ｒ￣—??／Ｊ?七??Ａ?ｘｙ?ＣＸＸ?＼??ＴＢＴ＋Ｃ２Ｈ５ＯＨ??ｏ＝Ｃ＼??一一幽??：：ｙｊ?ｑｑ??Ｈ２０＋Ｃ２Ｈ５０Ｈ??圖３．１?ＴｉＯｚ／尿素核殼型顆粒的合成路線圖??Ｆｉｇ?３．１?Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ＴｉＣＶＵｒｅａ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??－１９?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]極性分子型電流變液[J]. 陸坤權(quán),沈容,王學(xué)昭,孫剛,曹則賢,劉寄星.  物理. 2007(10)
[2]鈦酸鈣體系電流變液的研究[J]. 王學(xué)昭,沈容,溫維佳,孫剛,陸坤權(quán).  功能材料. 2006(05)
[3]納米二氧化鈦、鈦酸鋇的有機(jī)化學(xué)修飾及其電流變效應(yīng)[J]. 龔秀清,江萬(wàn)權(quán),陳祖耀,胡源,張先舟,龔興龍.  功能材料. 2006(05)
[4]包覆型高嶺土/二氧化鈦納米復(fù)合顆粒的電流變效應(yīng)[J]. 王寶祥,左朝陽(yáng),趙曉鵬.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2004(03)
[5]蒙脫土/二氧化鈦復(fù)合顆粒電流變液材料的制備及其性能[J]. 向禮琴,趙曉鵬.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(11)
[6]單分散納米二氧化鈦的研制[J]. 唐芳瓊,侯莉萍,郭廣生.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2001(04)
[7]稀土改性二氧化鈦電流變液的性能[J]. 趙曉鵬,尹劍波,向禮琴,趙乾.  材料研究學(xué)報(bào). 2000(06)



本文編號(hào)：2933979