电流变材料的设计合成与性能研究

论文摘要

电流变材料可以应用于机器人控制领域,制作液压阀、阻尼装置等,因此已经吸引了越来越多的研究者的关注。为了清楚地了解电流变效应的机理,获得符合工程应用要求的优良电流变材料,人们已经研究了无机材料、有机材料、复合材料等体系。本论文从当前国内外的研究状况,结合本实验室的前期工作,合成七个体系(二氧化钛体系、草酸氧钛钡体系、钛酸锶体系、氧化铝与碘化锂体系、钛酸铅体系、电气石体系、混合氧化物体系)的电流变材料,研究了它们的电流变效应,并且利用电流变测试、XRD分析、BET表面分析和介电性质测试等,研究了材料的组成、微观结构、表面性质和介电性能等对材料电流变效应的影响。 我们的研究结果包括以下几个方面:① 晶体结构对材料的电流变性能有重要影响,例如,在250～550℃间处理得到的二氧化钛(锐钛相)有着较好的电流变效应,而处理温度在650℃以上时,二氧化钛(金红石相)的性能大大降低;② 改变材料的比表面积(特别是孔体积)有可能改善材料的电流变性能,当粒子组成和结构一致,样品粒径不是太小时,比表面积(包括孔的表面积)越大,电流变性能越好;③ 介电性质(尤其是介电损耗)和电导率对材料的电流变性能有决定性作用,一般电流变性能好的样品具有较大的介电损耗和较大的电导率;④ 金属离子掺杂可能使材料的品格扭曲,从而改变其表面性质和介电性质,因此,有可能改善材料的电流变性能;⑤ 掺杂的金属离子不同,对材料电流变性能的调节作用不同,掺杂同样的金属离子时,掺杂量也有很大的影响,适当的掺杂可以提高材料的的电流变性能,掺杂量过高时,可能会降低材料的电流变活性。 在所研究的几个体系中,只有二氧化钛体系有较好的电流变效应,其它体系的电流变性能差,而且其中有的体系存在漏电电流大、损伤仪器等问题,不宜继续研究。

论文目录

• 摘要
• 第1章 引言
• 第2章 材料的制备及电流变性能研究
• §2.1 二氧化钛体系
• §2.2 草酸氧钛钡体系
• §2.3 钛酸锶体系
• §2.4 氧化铝与碘化锂体系
• §2.5 钛酸铅体系
• §2.6 电气石体系
• §2.7 混合氧化物体系
• 第3章 结论
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表论文
• 致谢