含聚苯胺粒子的电流变液及其性能

研究了分散介质、电场种类、表面活性剂以及工作温度和时间对含聚苯胺（ＰＡｎ）粒子的电流变（ＥＲ）液性能的影响。研究发现，以氯化石腊为分散介质的ＰＡｎ的ＥＲ液的屈服应力（τｓ）最大；ＥＲ液在直流电场比在有效值相同的交流电场作用下产生的τｓ大，电流密度（ｉ）小；随表面活性剂用量的增加，ＥＲ液的τｓ出现最大值，而ｉ和零场屈服应力单调降低。结果表明，无水的ＰＡｎ的ＥＲ液具有高的ＥＲ活性、宽的工作温度区间、低     

丙三醇改性对电流变液性能的影响

以丙三醇和钛酸四丁酯为原料,采用沉淀法制备丙三醇改性氧钛系(gly-O-Ti)电流变液颗粒,通过实验研究丙三醇加入量对颗粒形态及电流变性能的影响。颗粒结构及形态测试结果表明,gly-O-Ti颗粒呈无定形态,其粒径随丙三醇量增加而增大。电流变性能采用MCR301旋转流变仪测得,结果表明,当丙三醇与钛酸四丁酯摩尔比为2.5时,所制备的gly-O-Ti颗粒具有最佳的电流变效应;以此颗粒为分散相制备颗粒质量浓度为70%的电流变液,其在2.5kV/mm的电场强度下,剪切屈服强度达150kPa,呈低场高强特性。     

乳状电流变基液及其对材料性能的影响

研究试制了乳状电流变基液，以二甲基硅油为基体，二甲基亚砜作添加剂，在超声波的作用下使二甲基亚砜分散于硅油中形成稳定的乳状液，测试了该乳液的介电常数，电导率及介电损耗。以此乳液作基液，与稀土改性TiO2和BaTiO3等固体颗粒配成电流变液，并对其流变性能进行测试。实验结果表明：用该乳液作基液配制的电流变液化用纯硅油作基液配制的电流变液介电性能有较大的改善，电流变性能显著提高。     

壳核型聚苯胺/钛酸钡复合电流变材料的制备及表征

采用溶液聚合的方法,在经过硅烷偶联剂表面修饰的钛酸钡微粉表面原位聚合聚苯胺,得到聚苯胺/钛酸钡壳核结构(BaTiO3/PAn)的有机-无机复合粒子.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构及热性能.利用改装后的旋转粘度计分别对钛酸钡和聚苯胺/钛酸钡复合颗粒的电流变性能进行研究.结果表明利用硅烷偶联剂成功地在钛酸钡粒子表面接枝合成聚苯胺,聚苯胺/钛酸钡复合颗粒电流变液的电流变性能明显比纯钛酸钡的电流变性能有所提高.     

电流变液夹层圆柱壳声振性能实验研究

本文选用自行配制的硅油基纳米硅粉和淀粉电流变液 (ERF) ,对灌注电流变液的夹层圆柱壳体的隔声性能及声激励结构响应进行了实验研究 ,对不同电流变液在外加电场下的流变现象进行了定性分析和比较 ,分析了外加电场对电流变液夹层圆柱壳体的声和振动的控制效果。实验结果表明 :施加电场后的电流变液夹层圆柱壳体对处于中、高频率的声波没有明显的吸收和阻隔效果 ,但对于由声激励引起的结构振动有明显的控制作用。无论对声传播还是声激振动 ,电流变材料的影响都是随频率变化而变化的。     

低维氧化镍/聚苯胺核壳纳米结构的控制生长与电致变色性能研究

氧化镍和聚苯胺是典型的无机/有机电致变色材料,各有其优缺点。如果将两种材料相结合,可得到电致变色性能更加优良的NiO/PANI复合材料。本文通过水热法与电聚合相结合的方法制备了氧化镍(NiO)纳米线/聚苯胺(PANI)与氧化镍纳米片/聚苯胺核壳纳米结构。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱和电化学测量装置研究了纳米复合结构的形貌、结构、成分和电致变色性能。研究成果显示,复合后NiO/PANI纳米线核壳结构在可见光与近红外区域的电致变色性能都获得了显著增强。而NiO/PANI纳米片核壳结构在可见光区域内电致变色性能有所减弱,但是在近红外区域内的光学对比度有显著增强。本工作将为研究新型低维无机/有机纳米结构电致变色材料与器件提供有益的参考。     

表面修饰对纳米Fe3O4/导电聚苯胺复合材料结构和电磁性能的影响

主要研究了一种具有雷达波吸收能力的核-壳结构导电、导磁材料,该材料以磁性Fe3O4作为内核,以十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺包覆在核外形成导电外壳,通过TEM、FTIR、TG和介电常数及磁导率的测量比较了分别用PEG和FeCl3将纳米Fe3O4表面修饰后,其复合材料结构和电磁性能的变化.结果表明:表面改性后的纳米Fe3O4/聚苯胺复合材料的颗粒分散度和热稳定性都得到了提高,其中FeCl3修饰的纳米粒子由于Fe3 的同粒子作用,平均粒径只有60-80nm,热分解温度达到了410℃;同时,经表面修饰后的纳米Fe3O4/聚苯胺复合材料的初始介电常数和磁导率都有大幅度的增加,但其频散效应明显,因此在低频段的电磁损耗相对较大,较表面未改性的纳米复合材料具有更强的吸波性能.     

复合分散相电流变液的研究进展

综合论述了近年来复合分散相电流变液的研究进展,重点论述了多组分掺杂的分散相、不同组分间包覆的分散相以及纳米复合材料作为分散相的几种体系的制备方法、结构和电流变机理,并提出复合电流变材料的发展方向.     

稀土改性二氧化钛电流变液的性能

用溶胶－凝胶法制备了稀土元素改性的二氧化钛微粉,利用 ＤＳＣ、ＴＧ、ＸＲＤ等表征微粉,测试了微粉的介电性能,用微粉和甲基硅油配制了无水电流变液．流变学测量结果表明掺杂改性后的二氧化钛电流变液具有比在相同制备条件下所得纯二氧化钛配制电流变液强得多的电流变效应,典型的颗粒／硅油体积比为３５％的电流变液,在２５℃、直流３ｋＶ／ｍｍ、剪切速率为１．４４１ｓ~（－１）条件下的剪切强度可达１．７ｋＰａ,电流密度小于１０μＡ／ｃｍ~２,零场粘度为３～ＳＰａ·ｓ．稀土的掺杂量对电流变效应影响非常明显,存在一个稀土元素的最佳含量范围讨论了电流变液的剪切应力与电场强度、剪切速率的关系。     

影响电流变效应的因素

根据国内外研究的现状，分析综述了影响电流变效应（ER效应）的因素。     

ER流体特性及其研究现状

本文简要介绍了ER流体现象及其力学和电学性能,给出了描述ER流体行为的一般理论,提出了ER流体应用中目前存在的主要问题。     

苯胺-SrTi(C2O4)2颗粒制备及其电流变性能

用沉淀法制备了苯胺-草酸氧钛锶（SrTi（C₂O₄）₂）颗粒。FTIR分析表明,苯胺已引入到SrTi（C₂O₄）₂颗粒的表面;XRD分析表明,苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒为含少量结晶的无定形态。采用SEM观察颗粒的形貌,结果表明,随反应体系中苯胺与钛原子物质的量比n_aniline/n_Ti的增大,苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒由近似球状（n_aniline/n_Ti =0）变为多面体状（n_aniline/n_Ti =2）,而后变为棒状与团簇状颗粒的混合体系（n_aniline/n_Ti =3）。以苯胺-SrTi（C₂O₄）₂颗粒为分散相制备颗粒质量分数为66.7%电流变液,电流变性能测试结果表明,在n_aniline/n_Ti =2时,电流变液具有较高的剪切应力和剪切屈服强度、较大的漏电流密度。苯胺在颗粒制备过程中起控制颗粒形貌的作用,在电流变液体系中起极性分子的作用,其对苯胺-SrTi（C₂O₄）₂电流变液性能的影响是两种效应综合作用的结果。     

纳米镍基核壳微粒电流变液的流变特性研究

通过微观分析、性能测试和形貌观察,研究了Ni/TiO2基核壳结构微粒电流变液性能与其浓度、剪切速率以及所加电磁场强度的关系,结果发现,成分相同时,电流变液的强度随浓度和剪切速率的增加而增强,但到达一定时趋于稳定,同时,电场和磁场复合加载有利于电流变液强度的提高,其形貌亦出现微粒柱的相互交织。     

基于NaY沸石和硅油的电流变液的动态响应实验研究

构建了对电流变液对电场的动态响应过程进行研究的测试系统。此系统的响应快于其它用于同样研究的系统，可以达到0．01ms的响应速度。使用这个测试系统对电流变液的极化和退极化过程以及在不同剪切速率下对电场的动态响应进行了研究表明，基于NaY沸石和硅油的电流变液对电场的上升响应时间常数在毫秒量级，且与剪切速率的－3／4次方成正比，与其它研究人员的理论描述基本一致。直流电场关闭时，在1ms左右电流变液就回复到了原有零电场状态。剪切速率越高，电流变液回复所需时间也越短。另外发现剪切应力有0．3ms左右时间延迟。     

掺碳二氧化钛的制备和其电流变性质

采用十二烷基胺（DDA）做模板合成了二氧化钛颗粒,并在氮气流中以不同温度碳化制出了掺碳的二氧化钛,掺碳二氧化钛的结构由透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附－脱附等温线、XRD、XPS等表征。掺碳二氧化钛颗粒的电镜照片显示颗粒中存在不规则孔,粒径大小为130－200nm;氮气吸附－脱附等温线表明这些符合Ⅳ型等温线的颗粒存在介孔;XRD示在673K和873K碳化的二氧化钛是锐钛型结构;XPS分析显示碳主要分布在粒子的表面。DDA和二氧化钛的摩尔比在0.049-0.092,并在673K碳化的掺碳二氧化钛粉末分散在石蜡油中形成无水电流变液,因为在粒子表面的碳有合适的电导率,所以表现出很强的电流变效应。     

电流变液用于旋转运动柔性梁振动控制的实验研究

建立了用于旋转运动电流变夹层梁振动响应测试的实验系统.对电流变夹层梁在不同电场强度与旋转速度下的振动响应特性进行了实验研究.实验结果显示,旋转运动电流变夹层梁在外加电场的作用下,能快速抑制梁的残余振动,缩短振动衰减时间.表明在外加电场的控制下,电流变材料能有效抑制旋转运动柔性梁的振动.     

掺碳二氧化钛的制备和其电流变性质

采用十二烷基胺 (DDA)作模板合成了二氧化钛颗粒 ,并在氮气流中以不同温度碳化制出了掺碳的二氧化钛。掺碳的二氧化钛的结构由透射电子显微镜 (TEM )、氮气吸附 -解吸等温线、XPS等表征。掺碳二氧化钛颗粒的电镜照片显示有不规则孔 ,粒径大小为 130～ 2 0 0nm。氮气吸附 -解吸等温线表明 :这些有着IV型等温线的颗粒存在介孔。XPS分析显示碳主要分布在粒子的表面。掺碳的二氧化钛粉末分散在石蜡油中形成无水电流变液 ,表现出很强的电流变效应。DDA和二氧化钛的物质的量比在 0 .0 5～ 0 .10并在 6 73K碳化的掺碳二氧化钛表现出很强的电流变效应 ,主要是因为在粒子表面的碳有合适的电导率     

醇辅助还原法可控制备Cu@Ag核壳颗粒及其抗氧化性能

研究了一种Ag包裹量可控制备Cu@Ag核壳颗粒的方法,其中利用乙二醇(EG)作为还原剂,AgNO3作为Ag源。探讨了不同分散剂,明胶、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对Cu@Ag核壳颗粒形貌的影响,其中明胶作为分散剂时的包覆效果最佳。以明胶作为分散剂,当AgNO3浓度为0.93mol/L时,制得了包裹均匀的Cu@Ag核壳颗粒,其压实薄膜电阻仅为1.6Ω/sq,具有良好的导电性。通过表面Ag的包裹,Cu@Ag核壳颗粒在空气中放置4个月后,压实薄膜电阻为12.6Ω/sq,表现出持久的抗氧化性能。醇还原法可以实现在Cu颗粒表面快捷可控地制备Ag包裹层,包覆率高,且Cu@Ag复合颗粒抗氧化性能持久,适用于工业生产。     

超顺磁性纳米Fe3O4的热分解法制备及表征

以单甲氧基聚乙二醇、对甲苯磺酰氯、邻苯二甲酰亚胺钾等为原料,根据盖布瑞尔合成法原理,合成了一端为氨基的单甲醚聚乙二醇(mPEG-NH2)。并以其为还原剂,聚乙二醇(PEG)为溶剂,利用热分解法制备了水分散性的超顺磁性纳米Fe3O4。采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)、超导量子干涉仪(SQUID)和纳米粒度与Zeta电位分析仪等测试技术对其性能进行表征,实验结果表明,所制得的纳米Fe3O4粒子结晶度高,粒度均匀,分散良好,平均粒径为(12.2±1.6)nm,具有超顺磁性,饱和磁化强度为54 emu/g,在中性水溶液中其表面带正电,Zeta电位为+33 mV。TG测试结果表明,Fe3O4纳米粒子表面有机物的含量约为28%,Fe3O4的产率为57%左右。