發(fā)布時間：2017-08-14 15:23

  本文關(guān)鍵詞：PDMS基磁流變彈性體薄膜磁控光學(xué)性能及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： PDMS 磁流變彈性體薄膜 光透過率 折射率 微透鏡

【摘要】：磁流變彈性體是一種具有廣闊應(yīng)用前景的智能材料。通常情況下是將微米級的磁性顆粒分布于非磁性的彈性聚合物基體制備而成,通過外部磁場的誘導(dǎo),磁性顆粒在基體中沿磁場方向形成鏈狀結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出材料性能的各向異性。目前,對于其的研究主要集中在大尺寸、宏觀領(lǐng)域以及振動控制領(lǐng)域,對于其在微觀領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域的研究相對較少涉及。本文基于拓展磁流變彈性體在微觀領(lǐng)域以及光學(xué)領(lǐng)域研究的目的,制備了以PDMS為基體材料的磁流變彈性體薄膜,并研究磁性顆粒含量、微觀結(jié)構(gòu)、外磁場對其光透過率的影響,同時確定了PDMS基磁流變彈性體薄膜的制備方法及其相關(guān)工藝參數(shù),并且完成了PDMS基磁流變彈性體薄膜光學(xué)透過率的測量,確定了其光透過率的測量方法。通過研究發(fā)現(xiàn)：同一顆粒含量,且無外磁場時,PDMS-Fe3O4磁流變彈性體各向異性薄膜的光透過率高于各向同性薄膜的,這種差異在顆粒含量為5wt%時達(dá)到最大,各向異性的要高出16.66%：施加外磁場測量薄膜光透過率,薄膜的光透過率有明顯的增加,在顆粒含量為1wt%時增加達(dá)到最大,各向性的增加17.04%,各向異性的增加23.01%,且在同一顆粒含量下由磁場引起光透過率的增加,各向異性薄膜的總是高于各向同性薄膜的。對PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜來說：無外磁場時,各向異性薄膜與各向同性薄光透過率差異在顆粒含量為7wt%時達(dá)到最大,為5.39%；加載磁場之后薄膜的光透過率減小,各向性薄膜在顆粒含量為7wt%時減小最多,減小4.86%,各異性薄膜在顆粒含量為13wt%時減小最多,減小3.23%,且在同一顆粒含量下,由磁場引起的光透過率的減小,各向同性薄膜的高于各向異性薄膜的。據(jù)以上測量結(jié)果,查閱文獻(xiàn)資料,建立分析模型,分析由微結(jié)構(gòu)、外部磁場引起的薄膜的光透過率的變化的原因,不同的微結(jié)構(gòu)對光的散射程度不同,造成了薄膜在光透過率上的差異；施加外磁場后,不同微觀結(jié)構(gòu)的薄膜會產(chǎn)生不同形變,導(dǎo)致了薄膜光透過率在加載磁場后的差異。通過理論分析發(fā)現(xiàn)：PDMS基磁流變彈性體薄膜的折射率高于純的PDMS的,且隨著磁性顆粒含量的增加,其折射率增加：外磁場作用下薄膜將處在應(yīng)力狀態(tài)下,而應(yīng)力狀態(tài)下PDMS的折射率會發(fā)生改變,這就意味著PDMS基磁流彈性體薄膜的折射率可在外磁場作用下發(fā)生改變。最后基于且上研究結(jié)果設(shè)計(jì)了一種PDMS基磁流變彈性體薄膜的磁控微透鏡陣列。
【關(guān)鍵詞】：PDMS 磁流變彈性體薄膜 光透過率 折射率 微透鏡
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB381
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究工作的背景與意義10
• 1.2 磁流變彈性體的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容與章節(jié)結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 磁流變彈性體相關(guān)理論概述15-22
• 2.1 磁流變彈性體的磁流變機(jī)理15-18
• 2.1.1 磁偶極子物理模型15-16
• 2.1.2 彈性基體物理模型16-17
• 2.1.3 磁流變機(jī)理17-18
• 2.2 磁流變彈性體的磁致性能18-21
• 2.2.1 磁流變彈性體的磁致伸縮效應(yīng)18-19
• 2.2.2 磁流變彈性體的壓阻效應(yīng)19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 PDMS-Fe_3O_4磁流變彈性體薄膜的制備及光透過率研究22-43
• 3.1 PDMS-Fe_3O_4磁流變彈性體薄膜的制備22-27
• 3.1.1 組元材料22-25
• 3.1.2 薄膜制備25-27
• 3.2 PDMS-Fe_3O_4磁流變彈性體薄膜的微觀形態(tài)的表征27-31
• 3.2.1 薄膜厚度的測量27
• 3.2.2 薄膜微觀形貌的表征27-31
• 3.3 PDMS-Fe_3O_4磁流變彈性體薄膜的光透過率表征31-41
• 3.3.1 PDMS基磁流變彈性體薄膜的光透過率測試裝置31-32
• 3.3.2 薄膜光透過率測量結(jié)果與分析32-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜的制備及光透過率研究43-55
• 4.1 PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜的制備43-45
• 4.1.1 組元材料43
• 4.1.2 薄膜制備43-45
• 4.2 PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜微的觀形態(tài)表征45-47
• 4.3 PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜在磁場作用下的光透過率表征47-54
• 4.3.1 微觀形態(tài)對薄膜光透過率的影響47-51
• 4.3.2 外磁場對薄膜光透過率的影響51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 設(shè)計(jì)微透鏡陣列基于PDMS基磁流變彈性體薄膜的折射率研究55-65
• 5.1 PDMS基磁流變彈性體薄膜的折射率研究55-60
• 5.1.1 PDMS基磁流變彈性體薄膜折射率測量方法55-56
• 5.1.2 PDMS基磁流變彈性體薄膜系統(tǒng)的模型建立56-58
• 5.1.3 外磁場對薄膜折射率的影響分析58-60
• 5.2 基于PDMS基磁流變彈性體薄膜的磁控微透鏡陣列設(shè)計(jì)60-64
• 5.2.1 制作基于PDMS基磁流變彈性體薄膜的磁控微透鏡陣列60-63
• 5.2.2 微透鏡陣列的磁控性能63-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)及展望65-68
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻碩期間的研究成果74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 段俊萍;王春水;張斌珍;王萬軍;;混有Fe_3O_4納米顆粒的PDMS薄膜磁力激勵變形研究[J];功能材料;2014年18期

2 李威;金承鈺;;薄膜材料的橢圓偏振數(shù)據(jù)分析方法[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2010年01期

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本文編號：673350