磁流變膠泥的制備及其性能研究1.pdf

1、磁流變膠泥的制備及其性能研究1重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：王芳芳指導教師：廖昌榮教授兼職導師：張平教授學位類別：工程碩士（儀器儀表工程領域）重慶大學光電工程學院二O一五年五月★研究工作得到中央高校基本科研業(yè)務費專項項目（106112015CDJZR125517）和重慶市基礎與前沿研究計劃項目（cstc2013jjB60001）聯(lián)合資助.重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要磁流變材料作為一種磁場可控的智能材料主要包括磁流變液、

2、磁流變彈性體、磁流變塑性體、磁流變脂等，其可應用于建筑、汽車、醫(yī)療、軍事等領域的隔振緩沖設備中，但由于其存在的缺陷限制了其廣泛應用。針對磁流變液沉降穩(wěn)定性差、剪切屈服應力小，磁流變彈性體、磁流變塑性體可控范圍窄，磁流變脂易產生分油、溫度穩(wěn)定性差等問題。本文以主要成分為高聚合度線性聚硅氧烷的彈性膠泥為載液，結合磁流變材料制備工藝，制備了一種新型磁流變材料——磁流變膠泥，并對其磁致機理、材料制備方法及基本性能、流變學特性、粘彈特性等進行了研

3、究。具體工作如下：①分析了現(xiàn)有磁流變材料及其工程應用前景，針對現(xiàn)有磁流變材料在工程應用中存在的不足，提出了以主要成分為高聚合度線性聚硅氧烷的彈性膠泥為載液的新型磁流變材料——磁流變膠泥，闡述了本課題的研究意義及主要研究內容。②從磁流變膠泥的微結構出發(fā)，采用場致偶極子理論，建立了基于單鏈結構的磁致剪切應力模型，并假設鏈與磁場方向的夾角服從指數(shù)分布，得到磁致剪切應力的分析模型。結果表明：磁致剪切應力與可磁化顆粒的體積分數(shù)、磁場的平方成正比，

4、與可磁化顆粒的磁化特性及分布情況等因素相關。當可磁化顆粒半徑為1~5mm??時，磁致剪切應力增長速度快，大于5m?后對剪切應力的影響較小。可將該模型用于磁流變膠泥制備過程中原材料的選取及實驗現(xiàn)象的解釋描述中。③分析了載液、可磁化顆粒、添加劑等的選取原則，結合彈性膠泥的合成工藝與磁流變材料的制備工藝，制備了12種磁流變膠泥樣品。通過紅外光譜測試、光學微結構觀察、自然觀測沉降率及磁化特性測試分析，結果表明：所制備的磁流變膠泥具有良好的分散性

5、、無板結現(xiàn)象，剩磁及矯頑力小，經300天靜置沉降率不超過5%。④采用MCR301流變儀對磁流變膠泥的流變特性進行了測試，并采用HB模型擬合了磁流變膠泥的本構關系及識別了其本構關系參數(shù)，結果表明HB模型能較好的描述磁流變膠泥的本構關系。測試和分析了可磁化顆粒含量、外加磁場、載液、溫度等對磁流變膠泥剪切應力的影響，結果表明可磁化顆粒含量、磁場、載液粘度的增大有助于提高剪切應力，而溫度的升高使得剪切應力變小。此外，在剪切率200s1，磁場為0