论文部分内容阅读
由于电流变材料可以应用于汽车工业、液压工业、机械制造业、传感器技术等诸多领域,这项研究引起了越来越多的科学工作者的关注。为了清楚地了解电流变效应的机理,获得符合工程应用要求的优良电流变材料,人们已经研究了无机材料、有机材料、复合材料等体系。本论文从当前国内外的研究状况出发,合成了三个大体系(β-环糊精包合物体系、β-环糊精二羧酸体系、其它有机物体系)共十三个小体系的电流变材料,研究了它们的电流变效应,并且利用电流变测试、XRD分析、IR测试、热分析、抗沉降性和介电性质测试等,研究了材料的组成、微观结构和介电性能等对材料电流变效应的影响。 我们的研究结果表明:①β-环糊精与客体形成包合物可以改善β-环糊精或β-环糊精二羧酸的电流变性能;②介电性质(尤其是介电损耗)对材料的电流变性能有决定性作用,一般电流变性能好的样品具有较大的介电损耗和介电常数;③稀土离子掺杂可能使材料的晶格扭曲,从而改变其表面性质和介电性质,因此,有可能改善材料的电流变性能;④掺杂的金属离子不同,对材料电流变性能的调节作用不同,掺杂同样的金属离子时,掺杂量也有很大的影响,适当的掺杂可以提高材料的电流变性能,掺杂量过高时,可能会降低材料的电流变活性。 在所研究的材料中,β-环糊精包合物的稀土配合物材料中的β-CD/PTA/Y(NO3)3(β-CD为β-环糊精,PTA为对甲苯磺酸,β-CD:PTA:Y(NO3)3=1:2:0.2,物质的量比)在剪切速率为150s-1,电场强度为4.2kV/mm时,材料悬浮液(质量分数,25%)的剪切应力达到了2.3kPa,并且相对剪切应力达到了47.4,是β-环糊精的13.3倍;碳纤维(质量分数,0.125%)掺杂的β-环糊精—对甲苯磺酸包合物材料也有较好的电流变性能,其悬浮液(质量分数,25%)剪切应力达到了3.02kPa,相对剪切应力达到27.1(剪切速率为150s-1,电场强度为4.2kV/mm),有可能应用于汽车的减震器。另外β-环糊精二羧酸及其包合物的稀土配合物材料等一些体系有明显的电流变效应。