PDMS基磁流變彈性體薄膜磁控光學(xué)性能及應(yīng)用研究.pdf

1、磁流變彈性體是一種具有廣闊應(yīng)用前景的智能材料。通常情況下是將微米級(jí)的磁性顆粒分布于非磁性的彈性聚合物基體制備而成，通過(guò)外部磁場(chǎng)的誘導(dǎo)，磁性顆粒在基體中沿磁場(chǎng)方向形成鏈狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出材料性能的各向異性。目前，對(duì)于其的研究主要集中在大尺寸、宏觀領(lǐng)域以及振動(dòng)控制領(lǐng)域，對(duì)于其在微觀領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域的研究相對(duì)較少涉及。本文基于拓展磁流變彈性體在微觀領(lǐng)域以及光學(xué)領(lǐng)域研究的目的，制備了以PDMS為基體材料的磁流變彈性體薄膜，并研究磁性顆粒含量、微觀結(jié)構(gòu)

2、、外磁場(chǎng)對(duì)其光透過(guò)率的影響，同時(shí)確定了PDMS基磁流變彈性體薄膜的制備方法及其相關(guān)工藝參數(shù)，并且完成了PDMS基磁流變彈性體薄膜光學(xué)透過(guò)率的測(cè)量，確定了其光透過(guò)率的測(cè)量方法。
　　通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：同一顆粒含量，且無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，PDMS-Fe3O4磁流變彈性體各向異性薄膜的光透過(guò)率高于各向同性薄膜的，這種差異在顆粒含量為5wt％時(shí)達(dá)到最大，各向異性的要高出16.66%；施加外磁場(chǎng)測(cè)量薄膜光透過(guò)率，薄膜的光透過(guò)率有明顯的增加，在顆粒含量為

3、1wt%時(shí)增加達(dá)到最大，各向性的增加17.04%，各向異性的增加23.01%，且在同一顆粒含量下由磁場(chǎng)引起光透過(guò)率的增加，各向異性薄膜的總是高于各向同性薄膜的。對(duì)PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜來(lái)說(shuō)：無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)，各向異性薄膜與各向同性薄光透過(guò)率差異在顆粒含量為7wt%時(shí)達(dá)到最大，為5.39%；加載磁場(chǎng)之后薄膜的光透過(guò)率減小，各向性薄膜在顆粒含量為7wt%時(shí)減小最多，減小4.86%，各異性薄膜在顆粒含量為13wt%時(shí)減小最多，減小3.23%

4、，且在同一顆粒含量下，由磁場(chǎng)引起的光透過(guò)率的減小，各向同性薄膜的高于各向異性薄膜的。據(jù)以上測(cè)量結(jié)果，查閱文獻(xiàn)資料，建立分析模型，分析由微結(jié)構(gòu)、外部磁場(chǎng)引起的薄膜的光透過(guò)率的變化的原因，不同的微結(jié)構(gòu)對(duì)光的散射程度不同，造成了薄膜在光透過(guò)率上的差異；施加外磁場(chǎng)后，不同微觀結(jié)構(gòu)的薄膜會(huì)產(chǎn)生不同形變，導(dǎo)致了薄膜光透過(guò)率在加載磁場(chǎng)后的差異。
　　通過(guò)理論分析發(fā)現(xiàn)：PDMS基磁流變彈性體薄膜的折射率高于純的PDMS的，且隨著磁性顆粒含量的增加