聚硅氧烷基磁流變粘彈性材料制備與性能測(cè)試.pdf

1、沖擊在我們的生活中無(wú)處不在,現(xiàn)有的被動(dòng)緩沖裝置不能根據(jù)沖擊載荷的強(qiáng)度與沖擊類型調(diào)節(jié)緩沖裝置的參數(shù),以保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)健康和人員的生命安全。磁流變材料是一種力學(xué)性能受磁場(chǎng)控制的智能材料,以磁流變材料研制的磁流變器件能夠?yàn)闆_擊載荷緩沖帶來(lái)新的解決方法,但是現(xiàn)有的磁流變材料存在一定的缺陷,限制了其在沖擊緩沖領(lǐng)域的應(yīng)用。針對(duì)磁流變液沉降穩(wěn)定性差、磁流變脂的溫度穩(wěn)定性及載體分離、磁流變彈性體可控范圍窄等有待的解決問(wèn)題,提出本文的研究現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)

2、值。
　　針對(duì)上述問(wèn)題,結(jié)合線性聚硅氧烷的特性,提出以線性聚硅氧烷為基體的新型磁流變材料—磁流變粘彈性材料。具體如下:
　　(1)闡述磁流變材料在沖擊載荷緩沖領(lǐng)域的工程應(yīng)用及磁流變材料在高速下的研究成果,表明磁流變材料在沖擊載荷緩沖領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。對(duì)現(xiàn)有的磁流變材料的制備工藝及在沖擊載荷緩沖領(lǐng)域存在不足進(jìn)行了分析,針對(duì)有待解決的問(wèn)題,結(jié)合線性聚硅氧烷的特性,提出以線性聚硅氧烷為基體的新型磁流變材料—磁流變粘彈性材料。

3、
　　(2)分析了線性聚硅氧烷的特性,闡述了制備磁流變粘彈性材料的制備工藝與實(shí)驗(yàn)裝置;剖析了可磁化顆粒選取原則,選取BASF-SQ系列羰基鐵粉作為分散相;選取表面活性劑對(duì)可磁化顆粒的表面進(jìn)行處理,并運(yùn)用球磨分散法制備了12種樣品;通過(guò)VHX-600電子顯微鏡觀察了其微觀分散形態(tài),可磁化顆粒均勻分散于基體中,未出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象。
　　(3)分析比較了常用的流變學(xué)特性測(cè)試原理,推導(dǎo)了平板式流變儀的剪切應(yīng)力與轉(zhuǎn)矩、剪切率的關(guān)系。采用M

4、CR-301測(cè)試了磁流變粘彈性材料的穩(wěn)態(tài)力學(xué)性能與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,并觀察了其的沉降穩(wěn)定性。結(jié)果表明:羰基鐵粉的含量是影響磁流變粘彈性材料剪切應(yīng)力、第一法相應(yīng)力差、剪切模量主要因素,含量越高,調(diào)節(jié)范圍越寬,調(diào)節(jié)倍數(shù)越大但剪切模量的相對(duì)調(diào)節(jié)倍數(shù)減小;基體的分子聚合度和羰基鐵粉的含量共同決定磁流變粘彈性材料的初始粘度;在剪切率為200s-1,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0~1T,剪切屈服應(yīng)力的調(diào)節(jié)范圍為14.1~128kPa,采用H-B模型描述本構(gòu)關(guān)系并識(shí)別出

5、模型參數(shù);經(jīng)6個(gè)月靜置沉降觀察,未見(jiàn)明顯的沉降;磁場(chǎng)可拓寬磁流變粘彈性材料的線性區(qū);在線性性區(qū),頻率為0~80Hz范圍內(nèi)變化時(shí),對(duì)其的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性影響較小。
　　(4)采用 HH-15振動(dòng)磁強(qiáng)計(jì)測(cè)試基體粘度為20wcp的磁流變粘彈性材料磁化特性,并測(cè)試比較了所選的羰基鐵粉與 XX廠商的羰基鐵粉的磁化特性,結(jié)果表明:磁流變粘彈性材料所含羰基鐵粉濃度越高,對(duì)應(yīng)比磁化強(qiáng)度越高,即是飽和磁化強(qiáng)度越高;所選的羰基鐵粉的飽和磁化強(qiáng)度高、矯頑力