静电喷雾法钛氧系颗粒的制备及其电流变性能

发布时间：2017-08-09 23:24

  本文关键词：静电喷雾法钛氧系颗粒的制备及其电流变性能

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【摘要】：电流变液(electrorheological fluids,简称ER)是由微纳米尺寸、高介电常数的颗粒分散于一定的绝缘液体中组成的复杂流体。在外加电场的作用下,黏度产生迅速且可逆变化,从液态转变为类固态,可以产生屈服应力以抵抗外界的剪切变形,在减震器、离合器等工业器件有较大应用潜力。但电流变材料的剪切强度低、抗沉降稳定性差等缺陷制约了其应用。为此,本文首次将静电喷雾技术应用于电流变分散相颗粒的制备过程中,旨在获得表面活性剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)包覆的核壳结构的钛氧颗粒,起到降低颗粒粒径和颗粒表面改性的双重作用,以期提高电流变液剪切强度和抗沉降稳定性。通过实验本文成功地将静电喷雾技术应用于钛氧电流变颗粒的制备中,获得了细小均匀、PVP包覆的核壳结构的钛氧电流变颗粒,探索出了静电喷雾的工艺参数包括电场强度、PVP浓度、电喷速率、喷嘴直径等对颗粒形貌和电流变性能的影响规律。研究结果表明：与传统的水解沉淀法相比,静电喷雾法制备的颗粒粒径较小,在200-300nm之间,大小均一,分散性好,无团聚。而传统的水解沉淀法制备的颗粒粒径在500-600nm,容易团聚。静电喷雾法制备的颗粒,其电流变液的剪切强度和抗沉降性均高于传统的水解沉淀法。本文的研究结果对于电流变液技术的发展具有理论和实际意义。
【关键词】：电流变液 静电喷雾 钛氧颗粒 表面活性剂
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB381
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-24
• 1.1 课题背景8-16
• 1.1.1 电流变液研究概况8-9
• 1.1.2 电流变液的发展历程9-10
• 1.1.3 电流变液的机理10-14
• 1.1.4 电流变颗粒的表面改性14-15
• 1.1.5 表面活性剂PVP特点及应用15-16
• 1.2 传统纳米电流变颗粒的制备方法及存在问题16-18
• 1.2.1 传统纳米电流变颗粒的制备方法16-17
• 1.2.2 纳米电流变颗粒制备方法的改进17-18
• 1.3 静电喷雾技术研究概况18-23
• 1.3.1 静电喷雾技术的发展18-19
• 1.3.2 静电喷雾设备及微纳米颗粒形成机理19-21
• 1.3.3 静电喷雾法钛氧微纳米颗粒形貌的影响因素及其机理21-22
• 1.3.4 静电喷雾法制备钛氧电流变颗粒的优势22-23
• 1.4 本课题的研究目的和研究内容23-24
• 1.4.1 研究目的23
• 1.4.2 研究内容23-24
• 2 实验过程及检测方法24-30
• 2.1 实验材料与仪器24-25
• 2.2 静电喷雾法制备钛氧纳米颗粒25
• 2.3 水解沉淀法制备钛氧纳米颗粒25
• 2.4 结构表征25
• 2.5 电流变性能测试25-30
• 2.5.1 剪切应力测试25-27
• 2.5.2 抗沉降稳定性测试27-29
• 2.5.3 微观结构观察29-30
• 3 静电喷雾工艺参数对钛氧纳米颗粒结构及形貌的影响30-36
• 3.1 引言30
• 3.2 电场强度对颗粒结构及形貌的影响30-31
• 3.3 浓度对颗粒结构及形貌的影响31-32
• 3.4 电喷速率对颗粒结构及形貌的影响32-33
• 3.5 喷嘴直径对颗粒结构及形貌的影响33-35
• 3.6 本章小结35-36
• 4 静电喷雾法钛氧颗粒的电流变性能研究36-41
• 4.1 引言36
• 4.2 静电喷雾法制备的钛氧颗粒粒径对电流变性能的影响36-38
• 4.2.1 颗粒粒径对电流变液链柱的微观结构的影响36-37
• 4.2.2 颗粒粒径对沉降稳定性的影响37-38
• 4.3 静电喷雾法制备的钛氧颗粒中的PVP对电流变性能的影响38-39
• 4.3.1 PVP的质量分数对电流变液链柱的微观结构的影响38-39
• 4.3.2 PVP的质量分数对电流变液沉降稳定性的影响39
• 4.4 结果分析39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 5 静电喷雾法和水解沉淀法钛氧颗粒形貌及电流变性能的对比41-49
• 5.1 颗粒粒径的对比41-42
• 5.2 颗粒结构的对比42-43
• 5.3 电流变液性能的对比43-45
• 5.4 电流变液链柱微观结构的对比45-46
• 5.5 电流变液沉降稳定性的对比46-48
• 5.6 结果分析48
• 5.7 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-55
• 致谢55-56

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