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改性氧化物基电流变液的制备及其性能

关丽涛  
【摘要】: 电流变液是由高介电常数的固体颗粒分散在低介电常数的绝缘油中形成的悬浮液。在外加电场作用下,其粘度增大,可由液态转变为类固态,且该过程是瞬时的,可逆的。电流变液分散相材料的性能是制约电流变液性能的主要因素。本文从材料的物理设计和化学设计出发,制备了几种无机类的电流变液分散相材料,取得以下研究结果: 1.采用溶胶-凝胶方法,制得了稀土元素Y、La、Ce掺杂的钛酸钡颗粒,与硅油配成一定浓度的电流变液。发现稀土的掺杂能有效的改善钛酸钡的电流变行为,三种稀土元素中,Y的掺杂效果最佳;稀土元素的掺杂存在一饱和掺杂量,超过这个量值,稀土元素就从钛酸钡的晶格中析出,同时引起所制备的电流变液电流变行为的下降。故可认为是稀土元素掺杂引起钛酸钡晶格的畸变,使钛酸钡的介电行为改善,从而提高了钛酸钡的电流变行为。 2.用溶胶-凝胶方法制备了钛酸钡颗粒,和硅油配成电流变液,研究了该电流变液对微波透射的影响。发现当微波的传播方向与电场平行时,微波透射率随电场强度增加而单调减小。微波的传播方向与电场垂直时,存在一临界浓度,低于此浓度时,微波透射率随电场强度增加而减小,反之则先减小后增加。 3.将小分子有机物二甲亚砜,甲酰胺,乙二醇,正戊醇和低温下制备的一种钡钛氧化物复合,复合颗粒配成电流变液,考察了它们的电流变行为及介电行为,发现从二甲亚砜依次到正戊醇,电流变效应逐步下降,它们的介电行为也有类似的规律性,和我们的一贯指导思想-介电决定流变性能相吻合。同时还考察了各电流变液的温度效应。 4.制备了多孔的HMS颗粒,并在其孔道内组装了二甲亚砜。发现二甲亚砜的组装有效的改善了HMS的电流变效应,测试了组装前后颗粒的介电行为,认为组装后颗粒的介电行为的提高是电流变效应改善的原因。 5.低温下制备了锐钛矿相的二氧化钛和掺铈的金红石相二氧化钛,并采用直接插层法制备了二氧化钛插层的蒙脱土颗粒,配制成电流变液。二氧化钛插层蒙脱土的电流变效应比纯蒙脱土有改善,同时考察了两者对温度的响应性,发现二氧化钛的插层极好的改善了纯蒙脱土电流变液的温度效应。


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