磁流變膠（MRG）是為提高磁流變液的沉降穩(wěn)定性而開發(fā)的新型磁敏智能材料,其是一種介于液態(tài)的磁流變液和固態(tài)的磁流變彈性體之間的膠狀磁流變材料。聚氨酯磁流變膠的基體是凝膠狀高聚物材料,與磁流變液相比,它提高了磁流變液的剪切屈服應(yīng)力,同時還能夠?qū)崿F(xiàn)零場粘度可控調(diào)節(jié)的目標(biāo)。由于凝膠狀基體的約束,磁流變膠內(nèi)部的磁性顆粒在無外加磁場條件下能夠均勻穩(wěn)定地分散于基體中;當(dāng)外加磁場作用下時,磁流變膠內(nèi)部的磁性顆粒會被磁化,在顆粒之間產(chǎn)生能夠克服基體約束而運動的磁相互作用力,并沿著磁場方向聚集形成鏈狀結(jié)構(gòu)。在該過程中,隨著磁流變膠中顆粒分布在磁場作用下發(fā)生的變化,其宏觀力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等性質(zhì)也會隨之發(fā)生相應(yīng)變化。磁流變膠優(yōu)異的磁控特性使其在大功率阻尼器、激勵器、傳感器以及人工肌肉,自愈結(jié)構(gòu)和生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。磁流變膠作為磁流變材料大家族中的新興一員,目前正處于豐富材料選擇、優(yōu)化制備工藝、表征物理性質(zhì)的階段�，F(xiàn)階段,關(guān)于磁流變膠的研究主要是針對它的力學(xué)性能測試及其相關(guān)機理的研究,對于提高磁流變膠的磁控力學(xué)性能研究較少,而關(guān)于電學(xué)性能的研究更是少有涉及,為拓展磁流變膠在電學(xué)方面的應(yīng)用... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

國際磁流變材料研究文獻出版及引用情況統(tǒng)計

圖 1.2 包覆有不同聚合物的羰基鐵粉掃描電鏡（SEM）圖[1]Fig. 1.2 The SEM figure of the carbonyl iron powder with the different polymer coating目前 MRF 在應(yīng)用研究上取得了累累碩果，已被應(yīng)用于多個領(lǐng)域中，但是 M性顆粒的沉降聚集問題仍然困擾著研究者，也制約著 MRF 的進一步推廣應(yīng)于磁性顆粒的密度（如鐵的密度為 7.86g/cm3），與液態(tài)基體的密度（如一般密度<1g/cm3）相差太大，導(dǎo)致 MRF 一直面臨著令人苦惱的沉降問題。因顆降導(dǎo)致的性能下降成為阻礙 MRF 發(fā)展的瓶頸之一，美國 Lord 公司資深磁流家 Calson 指出 MRF 的屈服強度和沉降性是 MRF 最重要的兩項性能參數(shù)[2]。關(guān)于 MRF 的穩(wěn)定性問題，研究者們提出了多種解決方案，可以從顆粒和基角度分成兩大類。磁性顆粒選擇方面，由于羰基鐵粉具有高飽和磁化強 0 = 2.1T）和低矯頑力，因而是制備磁流變材料的理想磁性顆粒，由于一基鐵粉顆粒的粒徑往往在幾個微米以上，因此利用羰基鐵粉制備的普通 MR降問題比較明顯。由于布朗運動和范德華力的影響，亞微米或納米尺度顆粒磁性液體中的微粒尺寸比微米粒子具有更好的穩(wěn)定性，即減小磁性顆粒尺寸

大量的工作[1,6]。通過在顆粒表面包覆聚苯胺[7]、聚苯乙烯（PS）[8-10]、聚甲基酸甲酯（PMMA）[11]、二氧化硅[12,13]、硅烷[14]、碳納米管[15]等制備出一系列核殼結(jié)構(gòu)的磁性顆粒，用以提升 MRF 的性能，如圖 1.2 所示。此外，添加劑提升 MRF 抗沉降性的重要手段，通過在 MRF 中形成微弱的三維結(jié)構(gòu)來輔助磁性顆粒延緩 MRF 的沉降，如圖 1.3 所示。由于添加劑在低剪切率下的粘度，此時有利于沉降穩(wěn)定性。Guerrero-Sanchez 等人通過將氧化鐵粉末和納米級顆粒分散在不同粘度的離子液體中制備一系列新型 MRF。由于基體中離子的，分散相的沉降速率和磁流變效應(yīng)都得到了顯著改善[16]。其他添加劑有納米黑[17,18]、有機黏土[19]、納米二氧化硅[20]等。在基體方面，提高基體的粘度是提升 MRF 抗沉降性的重要手段。根據(jù) St降定理[21]可知球形顆粒懸浮液的穩(wěn)定沉降速率與載體液的粘度成反比。為提流變液的穩(wěn)定性，謝磊研制了一種基于高粘度線性聚硅氧烷的 MRF[22]。此外者還開發(fā)了一系列基于不同粘度基體的磁流變材料，這也是磁流變膠、磁流性體、磁流變彈性體的靈感來源。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]有機硅改性水性聚氨酯的研究[D]. 朱曉麗.山東大學(xué) 2005

碩士論文
[1]聚醚多元醇的合成及其聚氨酯彈性體制備研究[D]. 張彬.中北大學(xué) 2015



本文編號：3626509