磁流变胶的研制及其流变性能研究

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磁流变材料是一类智能材料的总称,包括磁流变液、磁流变泡沫、磁流变弹性体和磁流变胶等,它们的流变特性能够用外加的磁场来控制。磁流变胶是其中的一个新兴分支。 本论文在国内率先系统研究了磁流变胶。首先研制了磁流变胶,其沉降性能优于磁流变液。分析了表征磁流变胶流变性能的主要参数,采用流变仪对影响磁流变胶性能的主要因素进行了研究,包括:采用应力扫描和剪切速率扫描研究了铁粉含量对静态剪切屈服应力、动态剪切应力的影响;采用了剪切速率扫描实验研究了明胶含量对零场表观粘度的影响:利用温度扫描实验研究了温度对磁流变胶零场下粘度的影响。结果表明,在较低磁场下磁流变胶的静态剪切屈服应力与磁场成线性关系,与铁粉含量并不成线性关系;在较高的剪切速率下磁流变胶零场表观粘度与明胶含量成线性关系。分别采用宾汉塑性模型和Herschel-Bulkley模型分析磁流变胶的流变性能,发现Herschel-Bulkley模型对磁流变胶的流变行为分析更合适。分析了磁流变胶的粘弹性能表征方法,研究了不同磁场下和不同铁粉含量下应变对模量的影响,确定了线性和非线性粘弹性区域的临界应变值,在线性和非线性粘弹性区域内研究了频率对模量和损耗因子的影响。结果表明:磁场和铁粉含量的升高可以拓宽线性粘弹性区域;在线性粘弹性区域内储能模量对频率并不敏感;在非线性粘弹性区域内储能模量随着频率的改变而改变,并且临界频率ω<,m>随着铁粉含量和磁场的升高而变大。
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