电流变液和电流变效应

对电流变液的研究进行综述,涉及的内容有：电流变效应的机理、电流变液体材料及其力学性能、应用和展望。     

电流变液抗压效应的实验研究

为研究电流变液在准静态下的挤压力学性能,建立了用于测试电流变液在平行平板电极间经受沿电场方向挤压时所产生抗力的实验装置。利用此装置对自制的基于沸石和硅油的电流变液在不同外加电场强度下的抗压强度进行了研究,并与圆盘剪切条件下该电流变液的动态剪切屈服应力进行了比较。结果表明:在外加电场作用下电流变液的抗压强度远大于相同电场强度条件下的剪切屈服应力,可以利用电流变液的抗压效应设计新型的电流变器件。     

电流变液体挤压流的研究

从理论上分析了挤压流动形式,得出在电压一定的条件下,随着挤压过程的进行,流动区域间隙的改变,使得电场强度产生变化,从而使电流变液体的动态屈服应力、表观粘度和平均法向应力得到大大增强.其中动态屈服应力与其间隙的α次方成反比,表观粘度与其间隙的平方成反比;平均法向应力与其间隙的5次方成反比.使电流变液获得比库埃特(Couette)流和泊肃叶(Poiseuille)流更高的电致屈服应力和平均法向应力(承压力)以满足工程实际需要.     

电流变液固体的力学性质(英文)

本文推广基于多极展开原理的Rayleigh方程,研究电流变液固体的力学性质。计算了电流变液固体的有效介电常数、剪切应力随剪切角的变化关系及其剪切模量。     

电流变液的频率响应

用理论分析和动力学方法， 由无膜粒子和有膜粒子分别与绝缘油组成电流变液的介电弛豫，发现某些电流变人有强烈的频率依赖性，得到了随频率变化的固－液转变的临界转变频率和转伪淦德士矶龋致哿烁Ｗ加膜对电流变效应的影响和水的活化作用，同时，进行了动力学模拟，结果与理论分析相吻合。     

电流变液的分子动力学模拟

运用分子动力学方法研究了电流变液的在外电场下的液－固相变过程,原子间的相互作用采用简单偶极势来描写,计算结果表明：对于一个给定的外电场,当系统温度逐步降低的时间,电流变液中的颗粒首先会沿电场方向排列成链状结构,然后逐步转变成块状体四方结构。研究结果与作者前期用统计力学方法所得结论相一致,也与实验结果比较吻合。     

电流变液的固态结构

电流变体系在外场作用下形成一定的固态结构,而其性能与所形成的结构密切相关.不考虑体系非静电力时,体系自由能为静电能的负值,而静电能与有效介电常数成正比.基于Maxwell-Wagner模型,推导出有效介电常数关于颗粒体积比的一系列正幂项解析表达式,计算球颗粒悬浮于介质或导电液体中构成的3种立方结构的有效介电常数.计算结果表明:电流变体系中球颗粒为介质球或是导体球构成3种立方结构中FCC结构具有最低的自由能.电流变液在由液相向固相转变的过程中,形成的固态结构为FCC结构.     

电流变液的研究进展与存在问题

电流变液是具有高介电常数的固体微粒分散于低介电常数的绝缘液体中所形成的一类稳定悬浮液。作为近年来发展较快的一类智能材料,由于其具有在液体和固体之间进行快速可逆转变的特性,因此在机电一体化控制、汽车、通用机械等领域有着广泛的应用前景,并有可能在这些部门引起革命性的变化。本文详细评述了电流变液在作用机制,材料,应用等方面的研究现状,并提出了电流变液研究中尚待解决的问题。     

电流变液的相变研究

本文分别运用热力学理论与统计物理方法研究了电流变液的相变问题。     

电流变流体和电流变技术

电流变流体是一种可根本改变机电装置工作方式的材料,对于外加电场的变化,它的力学性能可以作出迅速的响应,因而在工业领域极具应用前景。本就电流变流体的组成、电流变流体的性质、工程应用对电流变流体的要求以及电流变技术潜在的工程应用进行了简要的介绍,同时指出了电流变流体是电流变技术成功应用与否的关键。     

压电陶瓷、复合电流变液及其集成结构实验

简要报道了高性能压电陶瓷FD3－PZT（或FD4－PZT）、复合电流变液及其集成智能结构的设计、制作和初试的情况。同时,也指出了它们的一些重要途径。     

环冷机磁流变液密封研究

考虑到环冷机普遍存在着严重漏风问题,依据磁流变液在外加磁场作用下能呈现出可调的流变特性和可控的屈服应力这一特性,将磁流变液密封技术应用于环冷机,以达到有效解决环冷机漏风的目的。将磁流变液看作Bingham流体,建立磁流变液磁场力和屈服应力数学函数表达式,通过有限元分析,研究非磁性密封槽内的磁流变液在外加磁场力作用下流变和屈服特性,仿真结果表明磁流变液在磁场中具有一定的耐压能力,可平衡环冷机内外压差,起到密封作用,并且非磁性隔板边界处磁流变液屈服应力随密封间隙的增大而减小,同时采用线性拟合方法得到了磁流变液屈服应力表达式以计算非磁性隔板移动所需拉力。在此基础上,通过实验验证了有限元仿真结果的正确性,即采用磁流变液密封的方法可有效地解决环冷机漏风问题。     

电流变阻尼器在结构中的最优位置

阻尼器在结构中放置的数目和位置将影响对振动控制的有效性，因此，确定阻尼器在结构中放置的数目和位置十分重要。给出了一个在复杂结构中放置电流变阻尼器的有效方法。利用虚拟阻尼器放在结构感兴趣的位置，可以计算出虚拟阻尼器所消耗的能量值，根据虚拟阻尼器在结构中不同点所消耗的能量数值．讨论了寻找放置阻尼器最佳位置的方法。给出了汽车的数值例子．说明所提供的方法和寻找准则是正确和有效的。     

含电流变体砂浆复合悬臂梁结构的振动分析

直接将电流变体埋置在砂浆梁中制成智能复合悬臂梁结构 ,用锤击法测定其在不同电场强度下整体结构的自振频率 ,对频率随电场强度的变化规律进行了实验研究。结果表明电场强度对第一、二阶频率影响比较明显。同时 ,利用一种以线弹簧模型为基础的分析裂纹梁动态响应的新方法对这种复合结构进行了数值分析 ,得到的解析解与实验结果比较一致。该研究为电流变体在实际工程结构振动控制领域的应用奠定了实验和理论基础     

插层高岭土的制备及其电流变性能

以肼为客体采用水热法对高岭土进行插层处理,获得插层率较高的插层高岭土.以插层高岭土为分散质、甲基硅油为连续相制备复合电流变液.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、电流变液测试装置等对插层高岭土进行结构表征及电流变液性能分析.讨论水热处理温度、肼质量分数、酸碱度对插层率的影响,以及高岭土插层对电流变液效应的作用.结果表明,在160℃的条件下,用质量分数为50%的肼溶液插层处理高岭土可以得到插层率59%的插层高岭土;水热法在肼插层高岭土制备方面效果明显;肼分子进入到高岭土层间,导致其层间距由0.714 nm增加至1.037 nm;插层高岭土电流变液的电流变性能明显优于未插层高岭土电流变液.     

电流变技术的研究现状及最新进展

国内外关于电流变技术的研究中，在电流变效应的形成机理和影响其强弱的各种因素方面已经取得显著的成果，已有基于电流变技术的工程应用面世；基于液晶高分子的ERF性能更优、两相不分离；磁流变流体、电一磁流变流体的出现为智能材料应用的研究提供了广阔的前景。     

电场下电流变液静态以及流动和剪切状态的结构

为深入了解电流变液的粘度和剪切屈服应力等宏观力学性能与其微观结构的关系,对不同高压电场作用下电流变液的成链过程,成链后的流动、屈服状态以及受剪切时链结构的变化进行了微观结构观测。结果表明:改变电场和运动状态等外部条件,电流变液的微观链结构会发生相应变化,从而影响其力学性能;电流变液的链结构主要在极板附近发生屈服和滑移;单链在剪切作用下会形成带状离散结构。     

压缩相干态的振幅平方压缩

研究了压缩相干态的振幅平方压缩特性,发现压缩相干态也存在这类压缩,但存在的条件与通常压缩不同,特别是压缩真空态,在通常压缩最大的方向上振幅平方压缩却不存在,反之亦然.从这个角度证明了振幅平方压缩并不与通常意义下的压缩等价.