电流变体研究进展

电流变体是具有高介电常数的固体微粒分散于低介电常数的绝缘液体中所形成的一类稳定胶状悬浮液。这类悬浮液在外加电场的作用下 ,具有在液体和固体之间进行快速可逆转变的特性 ,因此成为一类发展较快的智能材料 ,在汽车、通用机械及机电一体化等领域有着广泛的应用前景。本文概述了电流变现象、电流变体的工作机理及材料的研究近况 ,并介绍了电流变体的工程应用现状 ,同时提出了在今后的研究中需要重点解决的问题     

电流变体研究进展

电流变体是具有高介电常数的固体微粒分散于低介电常数的绝缘液体中所形成的一类稳定胶状悬浮液。这类悬浮液在外加电场的作用下，具有在液体和固体之间进行快速可逆转变的特性，因此成为一类发展较快的智能材料，在汽车、通用机械及机电一体化等领域有着广泛的应用前景。本文概述了电流变现象、电流变体的工作机理及材料的研究近况，并介绍了电流变体的工程应用现状，同时提出了在今后的研究中需要重点解决的问题。     

电流变液的研究现状及其应用进展

电流变液(ER液体)是一种智能的混合液体,其流变性质能在电场中发生快速并且可逆的调节,使其具有广阔的工程应用前景。因此对电流变液的特性及应用进行研究,在汽车工业、航空航天、润滑油等各方面都具有深远的意义。综述了电流变液的组成、电流变液机理的进展、影响电流变效应的主要因素以及其应用前景,并归纳了一些有关电流变液的理论和应用方面需要深入研究的问题及它的发展方向。     

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。     

电流变液及其在航空中的应用

电流变液是一种具有优良机电耦合性能的智能流体材料,在航天航空、机械和机器人等领域具有广阔的应用前景.本文在阐述和讨论电流变液组成以及电流变效应影响因素的基础上,介绍和展望了电流变液在航空领域的应用概况,并指出了适用于航空设施电流变液研究的方向.     

电场磁场对电流变液体减振器性能影响的研究

由于电流变液和磁流变液具有良好的可控性能和力学性能而在工程上具有广阔的应用前景.本文将其用于环形间隙通道外置的双缸电流变液体减振器.同时,对电流变液减振器在同时外加电场和垂直磁场作用下阻尼力的变化进行了理论研究和台架实验研究.结果表明,在外加电场和垂直磁场作用下,电流变效应得到加强,改善了减振器的示功特性.     

电流变液的发展现状

电流变液自1947年被Winslow发现以来,因其能快速、可逆地实现液一固相转变,并具有响应快（毫秒级）、连续可调、能耗低等优良特性,越来越为有关工程技术人员所关注。研究表明,电流变液在工程机械、液压系统、航空航天、机器人等众多领域具有广泛的应用前景。本文回顾了电流变液的发展和国内外的研究现状,阐述了电流变液的特点、组成、相关参数、理论模型及应用和优缺点,详细论述了产生电流变的机理、设计制造高性能电流变液的方法,并在此基础上提出了一些笔者对介电模型和电导模型的观点。     

电流变液研究新进展

电流变液是一种智能材料,其流变特性在电场作用下可以快速、连续地调节,因而具有广阔的工业应用前景.在简要介绍电流变液特性的基础上,着重介绍了近年来发明的一类新型电流变液"极性分子型电流变液".该电流变液的屈服应力比传统电流变液大1个数量级以上,且屈服应力与外电场强度呈正比关系,而不是传统电流变液的二次方关系.这些现象都无法用传统的电流变液理论(介电极化理论)进行解释.介绍了一种新的电流变液理论模型.该模型指出了颗粒上吸附的极性分子是产生电流变液高屈服应力的主要原因,并能解释近年来出现的一系列高性能电流变液的机理.     

电流变液智能材料的研究进展

电流变液是一种电响应智能材料,由微纳米尺寸的介电颗粒分散在绝缘油中组成。从发现到现在的70余年中,虽然出现了种类繁多的电流变液,但是由于存在力学性能、沉降性能、再分散性能、零场黏度和电流密度等方面的问题,制约了电流变液在实际工业中的应用。巨电流变液的出现在一定程度上推进了电流变液的发展,但距离实现真正的工业化还有一些问题有待解决。主要从电流变液分散相、连续相和添加剂3个方面介绍了近期的研究成果,着重介绍了近期出现的4类具有代表性的分散相颗粒。并简单总结了电流变液的应用方向和前景、研究现状和未来发展方向。     

稀土改性二氧化钛的电流变行为与介电性能关系

采用sol-gel法制备了掺杂稀土改性TiO2颗粒,与甲基硅油配制成电流变液,对电流变液的介电性能进行了测试,结果表明改性后TiO2电流变液的介电常数和介电损耗比纯TiO2电流变液均显著提高,其中介电常数提高2－3倍,△ε′＝ε′100Hz－ε′10kHz明显增大,1kHz的介电损耗角正切大于0．1左右电流变液的介电常数与介电损耗达到最大值。稀土掺杂引起TiO2电流变液的介电性能改变是导致改性TiO2电流变液流变学行为变化的起因。另外,电流变液介电性能温度特性的变化可用来解释电流变液的流变学性能随温度变化关系。     

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。     

稀土铈改性二氧化钛微粉的制备及其介电性质

用Sol-gel法制备了掺杂稀土元素铈的二氧化钛微粉,测试了它的介电常数和电导率,由该材料作分散相与甲基硅油配制了无水电流变液,对其电常数和电导率增加,材料的电流变性能也发生很大的改变,存在一个稀土含是珠最佳浓度范围,在此区域介电常数取得最大值,电流变液的剪切强度也取得极大值,比纯二氧化钛电流变液的流变性能提高5倍以上。     

稀土改性二氧化钛电流变液的剪切强度随温度变化关系

用溶胶-凝胶法制备了系列锐钛矿型掺杂稀土元素二氧化钛粉粒,在干态下对其所配制的电流变液进行了力学性能测试及其温度效应研究。结果表明,掺杂后的电流变液性能远优于同条件下所制纯二氧化钛电流变液。温度效应明显优化,在10 ℃~100 ℃均有较强的电流变活性,使用温度范围比纯二氧化钛电流变液大幅度加宽,80℃剪切应力达到最大。材料中的RE/Ti摩尔比对电流变效应影响显著,不同温度下RE/Ti=0.07~0.11之间电流变液呈现最佳的电流变效应,RE/Ti摩尔比引起电流变液介电性质的改变是电流变效应增强和不同的起因。     

The influence of solid-phase concentration on the performance of electrorheological fluids in dynamic squeeze flow

The yield stress of electrorheological (ER) fluids increases by orders of magnitude when electric field is applied across them. In the absence of the field, ER fluids behave as Newtonian fluids. This paper is concerned with an experimental investigation to determine the rheological performance of ER fluids, consisting of a dielectric liquid carrier with a range of solid-phase concentration. The ER fluid was contained in a squeeze cell, which during motion subjects the fluid to both compressive and tensile loading. The results were analysed in terms of the capacity for the transmission of imposed forces across the fluid and showed a great dependence on the applied D.C voltage and the weight fraction of the dispersed solid-phase. In addition, the implications of the results to vibration control, where the ER fluid is employed in an engine mount, are discussed.     

聚苯胺链段含量对PAn-g-PEG/LiClO4电流变性能的影响

用化学氧化共聚法制备了聚乙二醇-接枝-聚苯胺(PAn-g-PEG)纳米粒子,并将其与LiClO4形成的络合物粒子分散到硅油中得到了无水电流变(ER)液.研究了PAn-g-PEG中的聚苯胺链段含量(y/x)对ER液性能的影响.结果表明PAn-g-PEG在水溶液中能自组装形成核壳结构,PAn-g-PEG/LiClO4络合物ER液的流变性能对电场能产生显著和快速的响应.随着y/x的增加,ER液的电致剪切应力在y/x=64时出现最大值,漏电流单调降低.     

基液黏度对草酸氧钛电流变液性能的影响

以草酸氧钛纳米颗粒为分散相,以不同黏度的二甲基硅油(运动学黏度为10 cSt、50 cSt、100 cSt、500 cSt和1000 cSt)为基液制备电流变液,测试其剪切屈服强度、零场黏度、电流变效率、响应时间及沉降稳定性,研究了基液黏度对草酸氧钛电流变液性能的影响。结果表明,以50 cSt二甲基硅油为基液的电流变液具有最佳的电流变效率,以100 cSt二甲基硅油为基液的电流变液具有最短的响应时间和较高的沉降稳定性。其机制是,较高的基液黏度可提供较大的黏滞阻力,但易引起颗粒的团聚。     

Damping characteristics of electro-rheological fluid sandwich beams

Summary This paper presents experiments aimed to critically examine the damping mechanisms in sandwich beams filled with electro-rheological (ER) fluids. ER fluids made from silicone oil and with different concentrations of starch are used in the present study. It is observed that loss factors increase with increase in the applied electric field and concentration of starch. It is also observed that the complex hysteresis behavior of ER fluids is less dominant in sandwich structures.     

The electrode effect on polar molecule dominated electrorheological fluids

The polar molecule dominated electrorheological (PM-ER) fluids are based on the interaction of polar molecule-charge in between the particles, of which the yield stress can be orders higher than that of conventional ER fluids. In the case of PM-ER fluids unlike conventional ER fluids the surfaces of ordinary metallic electrodes can no longer satisfy the boundary condition. A slide must occur at the interface between PM-ER fluids and electrodes leading to the much lower measured shear stress than its intrinsic value. According to the principle of PM-ER fluids modified electrodes are designed for increasing the adhesion of fluids to the electrodes and weakening the slide in shearing. Ions induced in the ER fluids are much harmful to the application of modified electrodes and should be avoided.     

温度对电流变流体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变流体(ERF)抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。     

温度对电流变液体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变液体（ERF）抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。