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巨电流变液颗粒相互作用的研究

鲍伟  
【摘要】:电流变液作为一种智能型工业材料能在固液相之间以毫秒量级转换。纳米尺度的巨电流变液材料的屈服应力远大于传统电流变液,具有广泛和重要的应用价值。 研究发现分散良好的颗粒相对于团聚成球的颗粒具有更强的相互作用。作者模拟了14个颗粒团聚成一个直接为250nm的球体的情况。在同样大小的外加电场下,团聚成球体中的2个颗粒的屈服应力约比2个分散良好的颗粒的屈服应力小12倍。 作者研究了极性分子型(PM-ER)电流变液的屈服应力和椭球颗粒形状的关系。研究发现保持1个颗粒体积大小不变,沿外加电场方向的轴长度较短时,2个相邻颗粒间的相互吸引力较大。例如当椭球颗粒垂直于外加电场的半轴长度为同体积球体半径的1.5倍时,其屈服应力将增大25倍。此外还发现在PM-ER电流变液中加入一些铁电材料能使颗粒的长轴垂直于外加电场方向,从而获得更大的屈服应力。


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