电磁流变双功能纳米复合材料的制备及其性能研究

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:petitlxr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电流变液(Electrorheological Fluids)和磁流变液(Magnetorheological Fluids)通常是由高介电常数的微小颗粒分散在低介电常数的绝缘液体中形成的悬浮体系。对其施加外电场和磁场,其粘度、剪切强度会瞬间变化几个数量级,表现出固体的性质,具有快速可逆的特点。电磁流变液(EMR)与电流变液和磁流变液同属可控流体,是在基载液中加入可被电场和磁场极化的微细粒子而制成的悬浮液,在不施加磁场或电场时是流动的液体,施加电场或磁场后流变性能会发生瞬间变化,由粘度较低的液态迅速变成粘度较大的胶体状态,撤掉电场和磁场后又会恢复其流动性质,并且在电场和磁场叠加作用下具有比单独作用都强烈的协同作用效果。本论文利用不同途径合成了皂土/聚苯胺纳米纤维、Fe3O4@TiO2核壳粒子BaTiO3/Fe3O4多级结构粒子和α-Fe2O3/TiO2核壳复合粒子,并通过SEM、TEM、 XRD等测试方法对产物进行了表征和分析。具体的内容如下:1、采用界面聚合法制备聚苯胺纳米纤维,纳米纤维直径为30-50nm,长度为200-300nm,在此基础上利用CTAB改性的界面聚合法制备皂土/聚苯胺纳米纤维复合材料。分析结果表明,聚苯胺既包覆于皂土表面又插层于皂土的片层之间,d001面层间距扩大了0.236nm。紫外可见分析表明聚苯胺纳米纤维在340nm、440nm、800nm处有三个明显的特征吸收峰,与皂土复合后,峰强有所降低。CTAB疏水化处理后,紫外可见吸收峰的位置发生变化。在施加外部电场前后,电流变液出现明显的流变学性能变化,由无电场时的牛顿流体变为电场作用下的宾汉流体,导致电流变液表观粘度上升,电流变效应增强。2、以FeCl3·6H2O和钛酸四丁酯([CH3(CH2)3O]4Ti, TBT)为反应物,以聚乙二醇为表面活性剂,采用溶剂热法合成Fe3O4@TiO2核壳粒子。所得到的核壳结构产物表面粗糙、粒径分布均匀,由长度为100-200nm,直径为10-20nm的TiO2纳米棒包覆在直径为200-300nm Fe3O4的微球表面。将产物按照一定的重量比分散在硅油中,对产物的电流变性能进行测试,结果显示具有优良的电流变性能。3、改变实验条件制备Fe3O4/TiO2核壳粒子,并对产物进行表征和分析,结果表明,Ti/Fe=38%比例下的产物形貌优于Ti/Fe=63%下的产物形貌,TiO2包覆后,Fe3O4衍射峰强度随着Ti/Fe比例增加而降低,TiO2的包覆越厚,磁性能越差,Fe304在300K时饱和磁化强度为72emu/g, Ti/Fe=38%时,Fe3O4/TiO2饱和磁化强度为28emu/g,Ti/Fe=63%时为11emu/g。同时,对反应时间的研究合理解释了核壳结构的形成机理。4、以FeCl3·6H2O、钛酸四丁酯(TBT)、BaCl2.无水乙酸钠为反应物,聚乙二醇为表面活性剂采用一种简单的溶剂热法制备花状BaTiO3/Fe3O4多级结构粒子。磁性能测试结果显示,得到的产物粒子在室温300K时均无矫顽力和剩磁的存在,呈现顺磁性,饱和磁化强度可达到18.3emu/g-1。将花状BaTiO3/Fe3O4多级结构粒子分散在硅油中,对其电流变性能进行测试,在较高的直流电场作用下,颗粒沿电场线方向成链分布,剪切粘度随剪切速率增加出现剪切稀释现象。5、采用沸腾回流水解法和原位控制水解法相结合制备α-Fe2O3/TiO2核壳复合粒子,得到粒径分布均匀、形貌均一的产物,并对各种因素进行分析。实验结果可知,水量较少时,得到的α-Fe2O3/TiO2核壳纳米复合粒子呈现单.分散状,包覆均匀,水量过多,钛酸四丁酯水解加刷,生成的Ti02在α-Fe2O3表面团聚,将纺锤型纳米粒子完全包裹,并粘连在一起;表面活性剂用量少,颗粒团聚严重,增加表面活性剂用量改善包覆环境,合成的α-Fe2O3/TiO2核壳纳米复合粒子形貌逐渐趋于单分散纺锤形,颗粒尺寸均一,包覆效果较好:钛酸四丁酯量的最宜浓度为0.75mL,加入钛酸四丁酯量浓度低,产物TiO2生成极少,基本不存在包覆现象,浓度过高,则生成不规则形状的块状固体,包覆严重。
其他文献
星夜兼程领受重任rn1943年初冬的一天夜里,我突然接到江汉大学的学生交通员带来的口信:华中局领导让我尽快回新四军淮南抗日根据地.于是,我冒着倾盆大雨连夜赶往淮南苏皖边区
期刊
降低稀土用量制备Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合稀土永磁体及制备富含La、Ce高丰度稀土元素的永磁体是促进稀土资源的均衡合理利用,提高稀土永磁材料性价比的重要途径。然而,Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁体和高丰度稀土永磁体的矫顽力不高,进一步提高其矫顽力是实现高性价比稀土永磁体实际应用的关键。本文详细讨论了氧化物及合金元素掺杂、制备方法对高性价比稀土永磁体矫顽力的影响。采用机械合金化法制备
MgxZn1-xO三元合金材料可以通过调节材料中Mg组分大小实现带隙从3.37eV-7.8 eV可调,同时由于其具备匹配的单晶衬底(ZnO和MgO),以及其它宽禁带半导体材料所具有的优点,使得它成
合肥热电以“不忘初心、牢记使命”主题教育为契机,创新提出建立以党建为统领的“1+8”标准化体系,打造标准化建设“红色引擎”.即按照“入口关、中间关、出口关”的工作思路
期刊
高温结构材料目前已成为航空、航天、能源工业中不可替代的关键性材料,其具有许多优良性能,如高温高强度,高温耐蚀性,高的比强度和比刚度等。金属间化合物正是中的重要一类。  
钛及钛合金具有高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀、无磁性和良好生物相容性等优点被广泛应用于各个领域,然而传统的钛及钛合金成型工艺需要真空熔炼、锻造及大量切削等后续处理
近年来,微合金非调质钢以其低能耗、高性能的特点,越来越多地得到人们的重视,而人们研究的重点主要是对其控轧控冷过程中组织及性能的控制。而至今缺乏中碳含钒微合金钢中不同碳
通过利用构造块体成组孕震、成组活动模型及理论方法分析和研究了华北北部自80年代以来发生的大同-阳高6.1级、包头6.4级和张北6.2级强震成组活动特征。结合地质构造特点及与该区历史强震活动特征的对比研究,探讨了张北地震孕育、发生的物理模型和某些震兆特征。指出,1998年1月张北6.2级地震是80年代末以来华北北部强震成组活动中一重要事件,与1989年大同6.1级、1996年包头6.4级地震构成一个