电流变流体的制备与应用研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要电流变流体的制备与应用研究摘要fIf电流变流体是指在电场作用下，其粘度能产生明显变化的一类特＼殊液体，加上电场时，流体的粘度迅速(几毫秒)增大，甚至凝固；而一旦电场消失，流体立即变稀，恢复原来的液体状态。电流变流体作为一种智能材料，由于其在通用机械和汽车等领域的广泛应用前＼／景，日益受到研究工作者、政府和企业的关注。1／，本文通过氧化聚合并优化工艺条件制备了聚苯胺粒子，将聚苯胺粒子分散在甲基硅油中制得了电流变流体。较为系统地研究了掺杂程度、外加电场和粒子浓度等因素对聚苯胺电流变流体的电流变性能的影响。另外，本论文

2、还通过低温燃烧法制得了钛酸锶粉末及其钛酸锶电流变流体，并对燃料种类与组成、燃料和硝酸盐比例对产物相形成的影响进行了研究，同时通过掺杂的方式改善了钛酸锶电流变流体的性能。最后，本论文对比了自制的聚苯胺电流交流体和日本VER-115型电流变流体的性能及其在减振器上的应用情况，对电流变流体的应用情况进行了初步的探讨。红外光谱图表明，通过氧化聚合制得的聚苯胺粒子，其氧化程度很高，还原单元已经基本消失，而主要是氧化单元。研究表明聚苯胺的掺杂程度对于聚苯胺粒子的介电常数和电导率以及电流变流体的性能都有着很大的影响，随着PH值的下降，聚苯胺的掺杂程度增加

3、，其介电常数和电导率都会增加，电流变流体的屈服应力和漏电电流也T#上海交通大学硕士学位论文摘要会增加。PH值如低于6，会导致观察不到电流变效应的存在。同样作为具有反掺杂能力的碱，氨水对于聚苯胺的去质子化程度要比NaOH差。电流变流体中的粒子浓度和外加电场对于性能影响很大，随着粒子浓度的增加，屈服应力和漏电电流都会增加。随着外加电场的增大，电流变流体的屈服应力和漏电电流都迅速增加，不过漏电电流的增加更为迅速。屈服应力与E1‘”成正比，而漏电电流与E2‘“成正比。燃烧法制各srTi03粉末时，采用尿素和柠檬酸为燃料，在尿素和柠檬酸的摩尔比为12

4、：1且燃料和硝酸盐等当量比时，能制得较好的产物。燃烧法制得的SrTiO。粉末可以直接用作电流交流体的分散粒子材料，SrTiO。粉末和甲基硅油混和均匀后得到的悬浮液具有明显的电流变效应。通过掺入适量的Y或稀土材料，能够调整钛酸锶粉末的介电常数e，和导电率o，从而提高钛酸锶电流变流体的电流变性能。自制的聚苯胺电流变流体和日本VER—115型电流变流体用于小型减振器时，自制的电流变流体在固有频率附近能通过外加电压提高阻尼，达到VER一115型电流变流体一样的减振效果；而在过固有频率后，自制电流变流体比vER—115型电流变流体的减振效果更好。l／

5、一，且自制电流变流体耗能较小，响应更快。∥关键词：智能材料，电流变流体，聚苯胺，钛酸锶，减振器II／上海交通大学硕士学位论文摘要STUDmSoNPREPARATIONANDAPPLICATl0NSoFELECTRoRI玎LoLOGICALFLUlDSABSTRACTElectrorheologicalfluids(ERF)areaclassofspecialfluidswhichundergoarapidandreversiblechangeinrheologicalbehavioarundertheapplicationofallelec

6、tricfield．Thedramaticchangesinthefluid’srhelogyaresuchthatthefluid．whichinitiallyexistsinaliquid—likestate，transformsintoasolidlikephasewithinafewmillisecondsoftheapplicationoftheelectricfield．Asakindofintelligentmaterials，ERFhaspotentialapplicationsingeneralmachineandauto

7、mobilefields，SOERFhaveattractedconsiderableinterestsofscientists，governmentsandcorporations．Inthispaper,polyanilinewassynthesizedbychemicaloxidationpolymerizationandERFbasedonpolyanilineWaSpreparedbydispersingpolyanilineintosiliconeoil．Effectsofadulterationdegree，electricf

8、ieldintensityandparticleeoneenWationonelectrorheologicalpropertiesweresystematicallyinves