隨著復合材料的不斷發(fā)展,對外界條件積極響應、變化可逆以及響應迅速的智能復合材料已經(jīng)成為了研究的熱點。磁流變彈性體作為一種新型的智能復合材料,通過將磁性顆粒摻雜到高分子聚合物中,不僅保存了原有聚合物材料的特性,并且整體改善了復合材料的機械及光學等相關性能。通過文獻調研我們發(fā)現(xiàn)近些年來磁流變彈性體主要集中于宏觀大尺寸的研究,對于厚度為微米級的磁流變彈性體薄膜研究較少。在本文中,我們將制備出具有磁響應的納米復合薄膜。在第一部分中,我們將粒徑為50nm的Fe納米顆粒與PDMS均勻混合,旋涂固化制備出各向同性、鏈狀各向異性的PDMS-Fe納米復合薄膜。同時將粒徑為20nm的Fe₃O₄納米顆粒摻雜到PDMS中制備出各向同性、鏈狀各向異性的PDMS-Fe₃O₄磁性薄膜。接下來我們分析了磁致應力的測量原理并設計和評估了磁場施加裝置,通過施加磁場研究這些納米復合薄膜在不同磁性納米顆粒含量下應力變化。在第二部分中,通過實驗部分對磁性納米復合薄膜的微觀形貌的觀測,我們將薄膜的磁致應力變化趨勢的原因分為2個階段。第一階段下... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

納米復合

第一章緒論3改性上具有非常廣闊的前景。圖1-1納米復合粉體的SEM圖在光學領域，人們在研究過程中發(fā)現(xiàn)，為了避免分散相顆粒由于尺寸較大帶來的光散射現(xiàn)象，通過降低降低顆粒的徑粒，這樣制的的納米光學復合材料的光散射現(xiàn)象會得到極大的改善，同時材料本身的光學性質也會發(fā)生改變。圖1-2隨著顆粒粒徑的減小，復合材料的透過率隨之增加利用這些特性，Caseri等人用原位法將H2S的水溶液、聚氧乙烯、明膠和醋酸鉛的水溶液反應制備了具有高折射率的PbS納米聚合物復合材料，其折射率在1.5-3.9之間可以調整。比起原無機半導體在紫外光下的折射率為4左右，明顯改變了很多[23]；Chau[24]等人通過溶膠-凝膠合成方法制備乙酸改性的TiO2納米顆粒將其直接摻入聚合物基質中以形成透明的高折射率納米復合薄膜。在電磁領域方面，Kashi等人通過混合器將原材料混合，最后壓縮成型制備出了可降解的聚丙交酯(PLA)/石墨烯納米片(GNP)納米復合材料，發(fā)現(xiàn)將GNP嵌入PLA后，增加了材料的介電常數(shù)和電導率，同時對于波的吸收也隨之增加[25]；

電子科技大學碩士學位論文6圖1-4MRE樣品在磁場下電流變化由于材料的厚度以及波的吸收對光的傳播有著極大的影響，MRE在光學性能這塊的研究幾乎沒有開始。由于PDMS具有極好的光學透過率、低彈性模量以及穩(wěn)定的物理化學性質，我們團隊將磁性納米顆粒與PDMS均勻混合，通過旋涂的方法制備出厚度僅由10μm，透過率較高并且受到磁場控制的MRE復合薄膜，并且研究了磁場下薄膜透過率的變化情況，發(fā)現(xiàn)Fe3O4對紫外光的吸收最小，并且該磁性復合薄膜對磁場的響應良好[37]。在過去的幾十年中，MRE因其在工程應用中的巨大潛力而受到了廣泛的關注。因為它們是MRF的固體替代物，所以MRE在暴露于磁場時會表現(xiàn)出獨特的取決于場的材料性能，并且它們克服了磁流變流體（例如磁流體）所面臨的主要問題。鐵顆粒的沉積，密封問題和環(huán)境污染。這些優(yōu)點為設計用于各種工程領域的智能設備提供了巨大的潛力，近些年來主要集中在振動控制領域、傳感器以及驅動器等方面。傳統(tǒng)的被動振動控制器件一旦生產(chǎn)出來，它的阻尼以及剛度等特性都是固定不變的，因此只能應用在固定的頻率范圍內，當工作的振動頻率超過材料的承受范圍，會導致減振效果明顯下降。半主動控制器件可以通過施加外界條件改變其工作區(qū)間。Sinko等人設計出基于MRE的自適應調諧隔振器，隔離器的剛度可以通過改變外加磁場加以改變，隔振器由于其力學參數(shù)可控，對隨機激勵、正弦激勵和地震激勵等都具有較好的隔振效果[38]；Wei等人基于MRE設計出隔振器[39]，該隔振器的結構如圖1-5所示，MRE隔振器由MRE、活動頂部充磁器、底部充磁器和圓柱體組成。將薄的銅帶纏繞在頂部和底部移動的磁化器周圍形成激勵線圈。當線圈與電源連接時，線圈電流通過MRE元件產(chǎn)生磁場從而改變MRE元件上的磁通量。通過實驗發(fā)現(xiàn)振動吸收效?


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