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钛酸锶包覆与掺杂体系电流变性能研究

2020-11-21阅读(900)

钛酸锶包覆与掺杂体系电流变性能研究

论文摘要

电流变液（Electrorheological fluids,简称ERF）是一种由高介电常数和低电导率的固体颗粒分散于某些绝缘液体中形成的悬浮体系。在一定的剪切速率下,这种液体的表观粘度随外加电场作用的增大而增大,且这种变化是可逆的、连续无级的和可以控制的,这种现象被称为电流变效应。电流变液在阻尼减振装置、隔音装置、制动器、离合器、阀门、液压及光学器件等方面有着广泛的应用前景,正越来越受到各国科学家的重视。本论文制备了SrTiO3/PMMA 复合粒子,研究了用有机化蒙脱土（O-MMT）掺杂电流变体系的电流变性能,改制了电流变粘度测量仪和微观结构测量系统。本文主要做了以下几个方面的工作:①以NDZ-311 为偶联剂,十二烷基硫酸钠（SDS）为表面活性剂和乳化剂,采用乳液聚合的方法制备了SrTiO3/PMMA 核壳结构复合型电流变材料,并用FT-IR,SEM 等手段对其进行了表征;②研究了SrTiO3 和PMMA 的复合机理,提出了PMMA 包覆SrTiO3 的结构模型;③制备了SrTiO3/PMMA 电流变液,研究了电流变性能,探讨了粒子大小和浓度,偶联剂和表面活性剂的用量以及分散介质等对电流变性能的影响;④比较了O-MMT 和MMT 掺杂的电流变液的电流变性能,重点研究了O-MMT 掺杂的电流变液的介电性能与电流变效应,并对体系的电流变机理进行了初步的探讨。通过研究表明:①PMMA 很好的包覆了SrTiO3;②掺杂质量百分数为5%的O-MMT 可明显提高SrTiO3/PMMA 和蓖麻油组成的电流变液的电流变效应, 其剪切应力增量是未掺杂的14 倍, 并发现了O-MMT 、SrTiO3/PMMA 复合粒子及蓖麻油三者之间存在着“协同效应”。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 电流变的简介
  • 1.2 电流变技术的发展概况
  • 1.2.1 国外电流变技术的发展
  • 1.2.2 国内电流变技术的发展
  • 1.3 电流变液的组成与分类
  • 1.3.1 电流变液的组成
  • 1.3.2 电流变液的分类
  • 1.4 电流变技术的应用前景及存在的问题
  • 1.4.1 电流变技术的应用前景
  • 1.4.2 电流变技术存在的问题
  • 1.5 课题的来源及主要内容
  • 1.5.1 课题的来源
  • 1.5.2 课题的主要内容
  • 第2章 电流变效应的基础理论
  • 2.1 介电极化理论
  • 2.2 水桥理论
  • 2.3 双电层理论
  • 2.4 影响电流变效应的因素
  • 2.4.1 分散粒子尺寸的影响
  • 2.4.2 分散粒子形状的影响
  • 2.4.3 分散粒子介电常数的影响
  • 2.4.4 介电损耗的影响
  • 2.4.5 电导率的影响
  • 2.4.6 外加电场强度的影响
  • 2.4.7 剪切速率的影响
  • 2.4.8 温度的影响
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 实验部分
  • 3.1 实验原料
  • 3.2 主要实验仪器
  • 3.3 电流变液的配制
  • 3 和 SrTiO3/PMMA 电流变液的配制'>3.3.1 SrTiO3 和 SrTiO3/PMMA 电流变液的配制
  • 3/PMMA 和SrTiO3 电流变液的配制'>3.3.2 O-MMT 掺杂SrTiO3/PMMA 和SrTiO3电流变液的配制
  • 3）/PMMA 电流变液的配制'>3.3.3 （O-MMT+SrTiO3）/PMMA 电流变液的配制
  • 3.4 性能测试及表征
  • 3.4.1 密度测定
  • 3.4.2 沉降稳定性测定
  • 3.4.3 介电性能
  • 3.4.4 电流变液粘度测量仪的改制
  • 3.4.5 电流变微观结构测量系统的改制
  • 3.4.6 粒子的表征
  • 3.5 本章小结
  • 3/PMMA 复合材料制备及表征'>第4章 SrTiO3/PMMA 复合材料制备及表征
  • 3/PMMA 复合材料制备'>4.1 SrTiO3/PMMA 复合材料制备
  • 4.1.1 制备步骤
  • 4.1.2 主要反应方程式
  • 4.1.3 包覆原理示意图
  • 3/PMMA 复合材料的表征'>4.2 SrTiO3/PMMA 复合材料的表征
  • 4.2.1 FT-IR 分析
  • 4.2.2 SEM 分析
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 结果与讨论
  • 3/PMMA 电流变效应的影响因素'>5.1 SrTiO3/PMMA 电流变效应的影响因素
  • 3 包覆和未包覆PMMA 的电流变效应'>5.1.1 SrTiO3 包覆和未包覆PMMA 的电流变效应
  • 5.1.2 剪切速率对电流变效应的影响
  • 5.1.3 粒子大小对电流变效应的影响
  • 5.1.4 偶联剂对电流变效应的影响
  • 5.1.5 乳化剂对电流变效应的影响
  • 5.1.6 分散介质对电流变效应的影响
  • 5.2 O-MMT 掺杂对电流变效应的影响
  • 5.2.1 蒙脱土有机化对电流变效应的影响
  • 5.2.2 O-MMT 掺杂对不同体系电流变效应的影响
  • 5.2.3 O-MMT 掺杂量对电流变效应的影响
  • 5.3 电流变液的稳定性
  • 5.3.1 包覆对密度的影响
  • 5.3.2 包覆对沉淀稳定性的影响
  • 5.3.3 O-MMT 掺杂量对稳定性的影响
  • 3）/PMMA 电流变性能研究'>5.4 （O-MMT+SrTiO3）/PMMA 电流变性能研究
  • 5.4.1 O-MMT 用量对电流变效应的影响
  • 5.4.2 O-MMT 被包覆与未被包覆电流变效应比较
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 电流变机理的初探
  • 3/PMMA 介电性能测试'>6.1 SrTiO3/PMMA 介电性能测试
  • 3/PMMA 介电性能测试'>6.2 O-MMT+SrTiO3/PMMA 介电性能测试
  • 3/PMMA 电流变液的介电性能'>6.2.1 O-MMT 掺杂SrTiO3/PMMA 电流变液的介电性能
  • 6.2.2 O-MMT 含量与介电性能的关系
  • 6.2.3 粒子浓度对介电性能的影响
  • 3）/PMMA 介电性能测试'>6.3 （O-MMT+SrTiO3）/PMMA 介电性能测试
  • 6.3.1 O-MMT 掺杂量与介电常数的关系
  • 6.3.2 O-MMT 掺杂量与介电损耗的关系
  • 6.4 电流变液极化现象检测
  • 6.5 电流变机理的讨论
  • 6.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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