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1、磁流變膠泥的制備及其性能研究1重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名:王芳芳指導(dǎo)教師:廖昌榮教授兼職導(dǎo)師:張平教授學(xué)位類別:工程碩士(儀器儀表工程領(lǐng)域)重慶大學(xué)光電工程學(xué)院二O一五年五月★研究工作得到中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)項(xiàng)目(106112015CDJZR125517)和重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目(cstc2013jjB60001)聯(lián)合資助.重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要磁流變材料作為一種磁場(chǎng)可控的智能材料主要包括磁流變液、
2、磁流變彈性體、磁流變塑性體、磁流變脂等,其可應(yīng)用于建筑、汽車、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的隔振緩沖設(shè)備中,但由于其存在的缺陷限制了其廣泛應(yīng)用。針對(duì)磁流變液沉降穩(wěn)定性差、剪切屈服應(yīng)力小,磁流變彈性體、磁流變塑性體可控范圍窄,磁流變脂易產(chǎn)生分油、溫度穩(wěn)定性差等問題。本文以主要成分為高聚合度線性聚硅氧烷的彈性膠泥為載液,結(jié)合磁流變材料制備工藝,制備了一種新型磁流變材料——磁流變膠泥,并對(duì)其磁致機(jī)理、材料制備方法及基本性能、流變學(xué)特性、粘彈特性等進(jìn)行了研
3、究。具體工作如下:①分析了現(xiàn)有磁流變材料及其工程應(yīng)用前景,針對(duì)現(xiàn)有磁流變材料在工程應(yīng)用中存在的不足,提出了以主要成分為高聚合度線性聚硅氧烷的彈性膠泥為載液的新型磁流變材料——磁流變膠泥,闡述了本課題的研究意義及主要研究?jī)?nèi)容。②從磁流變膠泥的微結(jié)構(gòu)出發(fā),采用場(chǎng)致偶極子理論,建立了基于單鏈結(jié)構(gòu)的磁致剪切應(yīng)力模型,并假設(shè)鏈與磁場(chǎng)方向的夾角服從指數(shù)分布,得到磁致剪切應(yīng)力的分析模型。結(jié)果表明:磁致剪切應(yīng)力與可磁化顆粒的體積分?jǐn)?shù)、磁場(chǎng)的平方成正比,
4、與可磁化顆粒的磁化特性及分布情況等因素相關(guān)。當(dāng)可磁化顆粒半徑為1~5mm??時(shí),磁致剪切應(yīng)力增長(zhǎng)速度快,大于5m?后對(duì)剪切應(yīng)力的影響較小。可將該模型用于磁流變膠泥制備過程中原材料的選取及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋描述中。③分析了載液、可磁化顆粒、添加劑等的選取原則,結(jié)合彈性膠泥的合成工藝與磁流變材料的制備工藝,制備了12種磁流變膠泥樣品。通過紅外光譜測(cè)試、光學(xué)微結(jié)構(gòu)觀察、自然觀測(cè)沉降率及磁化特性測(cè)試分析,結(jié)果表明:所制備的磁流變膠泥具有良好的分散性
5、、無板結(jié)現(xiàn)象,剩磁及矯頑力小,經(jīng)300天靜置沉降率不超過5%。④采用MCR301流變儀對(duì)磁流變膠泥的流變特性進(jìn)行了測(cè)試,并采用HB模型擬合了磁流變膠泥的本構(gòu)關(guān)系及識(shí)別了其本構(gòu)關(guān)系參數(shù),結(jié)果表明HB模型能較好的描述磁流變膠泥的本構(gòu)關(guān)系。測(cè)試和分析了可磁化顆粒含量、外加磁場(chǎng)、載液、溫度等對(duì)磁流變膠泥剪切應(yīng)力的影響,結(jié)果表明可磁化顆粒含量、磁場(chǎng)、載液粘度的增大有助于提高剪切應(yīng)力,而溫度的升高使得剪切應(yīng)力變小。此外,在剪切率200s1,磁場(chǎng)為0
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