极性分子掺杂的Ca-Ti-O颗粒的电流变性能研究.docVIP

 极性分子掺杂的 Ca-Ti-O颗粒的电流变性能 研究 江飞，赵红** 5 10 15 20 25 30 35 40 （大连理工大学材料学院，辽宁 大连 116024） 摘要：电流变液 (Electrorheological fluids，简称 ER 流体)由于在外电场作用下其性能的可调 节性被称为智能材料它通常是由高介电常数的微小颗粒分散在低介电常数的绝缘液体中形 成的悬浮体系。近年来，随着巨电流变液的研制成功，掀起了一波研究电流变液的高潮。本 文制备出了一种极性分子掺杂的 Ca-Ti-O 颗粒，并对其电流变性能进行了研究。结果表明， 极性分子掺杂的 Ca-Ti-O 颗粒具有较好的电流变性能，极性分子是颗粒产生高电流变效应的 主要原因。 关键词：材料物理与化学；电流变液；极性分子 中图分类号：TM2 Study of electrorheological properties of polar molecules doped Ca-Ti-O particles Jiang Fei, Zhao Hong (School of Materials Science and Engineering, Dalian University of Technology, LiaoNing DaLian 116024) Abstract: Electrorheological fluids(ERFs) are typical suspensions composed of micrometer size particles and dielectric liquids. The ER response produces an instantaneous and reversible change in rheological properties of a suspension when exposed to an electric field normal to the flow direction. In recent years, with the successful development of giant electrorheological fluids, setting off a wave climax of study of electrorheological fluids.This article prepared polar molecules doped Ca-Ti-O particles, and its ER properties were studied.The results show that these particles have very good ER properties, and the polar molecule is the main reason of the high electrorheological effect. Keywords: Materials Physics and Chemistry; electrorheological fluids; polar molecules 0 引言 电流变液 (electrorheological fluids，简称 ER 流体)由于在外电场作用下其性能的可调节 性被称为智能材料，它通常是由高介电常数的微小颗粒分散在低介电常数的绝缘液体中形成 的悬浮体系。当对它施加电场时，其粘度、剪切强度瞬间变化几个数量级并表现出类固体的 性质。它在工程技术诸如减震器、离合器、控制阀、阻尼器等机电转换方面具有广阔的应用 前景。2003 年，温维佳等[1]开发出屈服强度可达 100kPa 的电流变液。这种电流变液被称为 巨电流变液，之所以称之为“巨”，是因此类电流变液所表现出的电流变效应远远突破了通 常理论所预测到的“上限”。随着巨电流变液的研制成功，掀起了一波研究电流变液的高潮。 2005 年，陆坤权研究组通过湿化学法合成了 Ti-O[2]、Ca-Ti-O[3]、Sr-Ti-O[4]纳米颗粒，这些 颗粒具有足够高的介电常数和低的电导率，在制备过程中颗粒表面掺杂了极性基团（O-H、 C-O、C=O、N-H 等），其屈服强度高达 200kPa。许高杰研究组[5]合成了具有同样高性能的 电流变液体系，并使其初步具备了规模生产能力。但电流变液影响因素较多，现有机理还不 能完美的解释电流变效应，所以本文制备出了一种极性分子掺杂的 Ca-Ti-O 颗粒，并对其制 作者简介：江飞，男，硕士，电流变液。 通信联系人：赵红，女，副教授，主要研究方向:智能材料。 E-mail: zhaohong@dlut.edu.cn -1- 备的电流变液进行了研究，