磁流变塑性体磁-力-电耦合性能及应用研究
发布时间：2022-01-25 06:07
磁流变塑性体（Magnetorheologicalplastomer,MRP）是一类将磁性颗粒分散到低交联度聚氨酯（polyurethane,PU）中形成的具有磁敏特性的新型磁流变材料。它像橡皮泥材料一样具有良好的可塑性,能够塑造成各种形状。无磁场时,磁性颗粒均匀地分散在PU基体中,不会发生团聚和沉降;当施加一个外部磁场时,PU基体中的磁性颗粒可以克服基体的约束自组装成与磁场方向平行的结构,因此MRP具有良好的稳定性和较高的磁流变效应。此外,这种独特的磁致微观结构演化对MRP的力学、电学及声学性能产生了显著的影响,使其在阻尼减振、柔性电子和吸声降噪等领域有潜在的应用前景。目前,研究人员已经开展了一系列关于MRP的研究工作,在材料制备、性能研究和微观结构模拟方面取得了一些成果。然而,MRP的性能优化和应用设计等仅进行了初步地探索,材料的磁-力-电耦合性能及相关机理亟需深入研究。针对当前工作中存在的不足,本文首先研究了 MRP在高应变率下的动态力学性能,提出了相应的磁-力耦合机理;基于独特的磁致微观结构演化,在MRP中分别添加碳纤维、碳纳米管、液态金属和电解质材料优化设计出具有磁-力-电耦...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１不同磁场强度下ＭＲＦ的微观结构Ｗ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高分子材料粘温敏感性和粘切敏感性的串讲[J]. 陈晓明. 高分子材料科学与工程. 2013(06)
[2]基于多链模型的磁流变弹性体剪切模量的数值分析(英文)[J]. 朱应顺,龚兴龙,党辉,张先舟,张培强. Chinese Journal of Chemical Physics. 2006(02)
博士论文
[1]磁流变塑性体的优化设计及应用研究[D]. 逄浩明.中国科学技术大学 2018
[2]新型磁敏智能软材料（磁流变塑性体）的制备，表征及机理研究[D]. 许阳光.中国科学技术大学 2014
本文编号：3608025
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１不同磁场强度下ＭＲＦ的微观结构Ｗ
?第１章绪?论???１０３［?ｍｍ?＿??！８０?－?ｌｌ＾ｉｌ??＝６０?－?＼?―?一???—－??？?＼?Ｆｅ３０４＠ＰＡＮＩ??．４０?？?＼??Ｌ??０?６０?１２０?１８０?２４０?３００?３６０?４２（??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）??图１．２由Ｆｅ３〇４和Ｆｅ３０４／聚苯胺构成的ＭＲＦ的稳定性［１７］。??另外，在ＭＲＦ中加入添加剂可以降低磁性颗粒在ＭＲＦ中的沉降速度，从??而改善ＭＲＦ的稳定性［１８］。Ｌｉｍ和Ｒｗｅｉ等人向ＭＲＦ中加入一定量的二氧化硅，??可以有效地防止ＣＩ颗粒沉降ｔ１９，２Ｇ］。Ｂｉｃａ等人用月桂酸或肉豆蔻酸来提髙磁纳米??颗粒的稳定性［２１］。有趣的是，添加微纳米级的有机粘土也可改善ＭＲＦ的稳定性??并且增强了?ＭＲＦ的磁流变效应［２２］。Ｐｒｅｍａｌａｔｈａ和Ｒａｎｋｉｎ等人首次使用脂类作为??ＭＲＦ的添加剂，研宄发现油脂可以改善载液的密度，从而提高ＭＲＦ的稳定性??［２３，２４］??■■??图１．３?（ａ）?ＣＩ和（ｂ）?ＣＩ／ＰＭＭＡ核－壳结构颗粒的ＳＥＭ图像［２５］。??ＭＲＦ以其快速的磁响应性能和可调的阻尼特性被广泛用于减振，制动，修??复和抛光等。通常，ＭＲＦ设备都可以分为剪切，挤压，阀和收缩模式（图１．４）。??在所有模式中，最常用的模式是阀模式。此外，在作用力较小的阻尼器或制动器??中使用的是剪切模式。还有一些应用需要将两种模式组合在一起。精确的模型可??以预测ＭＲＦ设备的性能，因此对ＭＲＦ模型的研宄具有十分重要的意义。目前，??许多非线性模型己经被用来表征ＭＲＦ，包括Ｂｉｎｇｈａｍ塑性模型［２６＇２８］，Ｂｉｖｉｓｃｏｕｓ??模型［２
?第１章绪?论???１０３［?ｍｍ?＿??！８０?－?ｌｌ＾ｉｌ??＝６０?－?＼?―?一???—－??？?＼?Ｆｅ３０４＠ＰＡＮＩ??．４０?？?＼??Ｌ??０?６０?１２０?１８０?２４０?３００?３６０?４２（??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）??图１．２由Ｆｅ３〇４和Ｆｅ３０４／聚苯胺构成的ＭＲＦ的稳定性［１７］。??另外，在ＭＲＦ中加入添加剂可以降低磁性颗粒在ＭＲＦ中的沉降速度，从??而改善ＭＲＦ的稳定性［１８］。Ｌｉｍ和Ｒｗｅｉ等人向ＭＲＦ中加入一定量的二氧化硅，??可以有效地防止ＣＩ颗粒沉降ｔ１９，２Ｇ］。Ｂｉｃａ等人用月桂酸或肉豆蔻酸来提髙磁纳米??颗粒的稳定性［２１］。有趣的是，添加微纳米级的有机粘土也可改善ＭＲＦ的稳定性??并且增强了?ＭＲＦ的磁流变效应［２２］。Ｐｒｅｍａｌａｔｈａ和Ｒａｎｋｉｎ等人首次使用脂类作为??ＭＲＦ的添加剂，研宄发现油脂可以改善载液的密度，从而提高ＭＲＦ的稳定性??［２３，２４］??■■??图１．３?（ａ）?ＣＩ和（ｂ）?ＣＩ／ＰＭＭＡ核－壳结构颗粒的ＳＥＭ图像［２５］。??ＭＲＦ以其快速的磁响应性能和可调的阻尼特性被广泛用于减振，制动，修??复和抛光等。通常，ＭＲＦ设备都可以分为剪切，挤压，阀和收缩模式（图１．４）。??在所有模式中，最常用的模式是阀模式。此外，在作用力较小的阻尼器或制动器??中使用的是剪切模式。还有一些应用需要将两种模式组合在一起。精确的模型可??以预测ＭＲＦ设备的性能，因此对ＭＲＦ模型的研宄具有十分重要的意义。目前，??许多非线性模型己经被用来表征ＭＲＦ，包括Ｂｉｎｇｈａｍ塑性模型［２６＇２８］，Ｂｉｖｉｓｃｏｕｓ??模型［２
【参考文献】：
期刊论文
[1]高分子材料粘温敏感性和粘切敏感性的串讲[J]. 陈晓明. 高分子材料科学与工程. 2013(06)
[2]基于多链模型的磁流变弹性体剪切模量的数值分析(英文)[J]. 朱应顺,龚兴龙,党辉,张先舟,张培强. Chinese Journal of Chemical Physics. 2006(02)
博士论文
[1]磁流变塑性体的优化设计及应用研究[D]. 逄浩明.中国科学技术大学 2018
[2]新型磁敏智能软材料（磁流变塑性体）的制备，表征及机理研究[D]. 许阳光.中国科学技术大学 2014
本文编号：3608025
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