磁流变胶(MRG)是为提高磁流变液的沉降稳定性而开发的新型磁敏智能材料,其是一种介于液态的磁流变液和固态的磁流变弹性体之间的胶状磁流变材料。聚氨酯磁流变胶的基体是凝胶状高聚物材料,与磁流变液相比,它提高了磁流变液的剪切屈服应力,同时还能够实现零场粘度可控调节的目标。由于凝胶状基体的约束,磁流变胶内部的磁性颗粒在无外加磁场条件下能够均匀稳定地分散于基体中;当外加磁场作用下时,磁流变胶内部的磁性颗粒会被磁化,在颗粒之间产生能够克服基体约束而运动的磁相互作用力,并沿着磁场方向聚集形成链状结构。在该过程中,随着磁流变胶中颗粒分布在磁场作用下发生的变化,其宏观力学、电学、热学、声学等性质也会随之发生相应变化。磁流变胶优异的磁控特性使其在大功率阻尼器、激励器、传感器以及人工肌肉,自愈结构和生物医学工程等领域具有巨大的应用潜力。磁流变胶作为磁流变材料大家族中的新兴一员,目前正处于丰富材料选择、优化制备工艺、表征物理性质的阶段。现阶段,关于磁流变胶的研究主要是针对它的力学性能测试及其相关机理的研究,对于提高磁流变胶的磁控力学性能研究较少,而关于电学性能的研究更是少有涉及,为拓展磁流变胶在电学方面的应用,深入地考察磁流变胶的磁致电学行为并探究相应的微观机理也尤为迫切。本文主要以研制出高性能磁流变胶为核心目标,一方面考察其磁致力学特性,建立起适应于磁流变胶的微观结构与宏观力学特性的耦合分析模型。另一方面,为了拓宽磁流变胶在传感器、电磁屏蔽等领域的应用,本文还将系统研究磁流变胶的电学特性,从材料制备方面对其磁致电学特性进行优化,建立相关的模型来对其特性进行描述。本文的主要研究内容及相关结论如下:首先从基体、填充颗粒、辅助添加剂出发,研究了它们对磁流变胶磁致效应的影响,并制备出磁流变效应高达8500%的聚氨酯基磁流变胶。同时,通过添加一定量的镀镍碳纳米管显著提高了磁流变胶的性能,特别是极大的提高了磁致模量。相比于普通磁流变胶样品,添加含量6wt.%镀镍碳纳米管样品的磁致模量提高了约127.3%,具有最佳的综合性能。镀镍碳纳米管对磁流变胶性能的提高机理在于其能够改善羰基铁粉与基体之间的结合力,增强羰基铁颗粒在磁场下形成链状结构的强度。此外,为了研究磁性颗粒形状对磁流变胶性能的影响,制备了含有球形和树枝状羰基铁粉的二元磁流变胶,研究结果显示,二元磁性颗粒磁流变胶的磁流变特性能够得到明显提升。在系统地对磁流变胶的磁流变特性进行表征后,本文还深入分析了磁流变胶的阻尼特性,并分别研究了基体的粘度、颗粒的含量、颗粒的形貌和添加剂等对磁流变胶阻尼特性的影响,建立了相关的机理对其进行了深入分析。最后为加深对磁流变胶机理的理解并拓宽磁流变胶在传感领域的工程应用,本文系统研究了磁流变胶的电学特性。搭建了磁流变胶电阻率测试系统,研究了磁场强度、磁性颗粒、基体粘度、添加剂等因素对磁流变胶磁控电阻率的影响。研究发现,通过添加铁纳米线、石墨等导电颗粒可以提高磁流变胶的磁控电阻率,并在此基础上开展了磁流变胶的磁控电阻率性能机理研究,提出了基于链状结构的理论模型,对该模型进行了相关实验验证。