磁流变液是一种由磁性粒子作为分散相并通过添加剂稳定弥撒在载液中所形成的悬浮体系。该体系可通过调控磁场实现液态到类固态的快速转变,以及黏度和屈服应力的可逆性增加。根据这一特性,为满足工程领域的需要,各种类型的磁流变液器件层出不穷。目前,研究者们关注的焦点依然是高性能磁流变液的研发。沉降稳定性伴随着磁流变液的诞生,一直是研发过程中尚未完全解决的难题。由于磁性粒子与载液之间存在较大的密度差,磁流变液不可避免地存在着沉降现象,导致磁流变液的流变性能下降甚至失效。本文选用羰基铁(CI)作为磁性粒子,通过纤维素衍生物稳定了制备的水基磁流变液。从磁性粒子的链化过程,添加剂对磁流变性能的影响以及不同纤维素衍生物对磁流变液的稳定等几个方面进行了研究。具体研究内容如下:1、制备不同体积分数的羰基铁磁流变液,通过光学显微镜观察研究了磁流变液的链化过程与链化形式。通过磁场扫描、稳态扫描等流变学测试手段,建立了宏观磁流变性能与微观磁性粒子链结构的联系,并研究了体积分数、磁场强度对磁流变液结构与性能的影响。此外,蠕变和蠕变回复实验说明链式结构在大应力下并不适用,需要用柱状结构来解释。2.采用纤维素纳米晶(CNC)稳定了羰基铁磁流变液。通过流变学研究了 CNC/CI基磁流变液的性能以及稳定性。利用流变学建立了屈服应力、零场黏度等流变性能与磁流变液内部结构变化的关系。通过蠕变实验,证明CNC触变网络与磁性粒子的链式结构协同作用,提供了抗蠕变能力。在时间扫描实验中,通过施加大应变破坏磁流变液微观结构,发现触变网络的恢复具有滞后性,需要一定时间才能回到原来的状态。3.采用三种纤维素衍生物稳定了CI基磁流变液,对比分析了添加剂类型对磁流变性能的影响。在相同磁场强度和相同添加剂质量分数下,纤维素纳米纤维(CNF)形成的触变网络,会使体系的屈服应力和零场黏度增加,磁流变液的流动性被严重削弱。在沉降实验中,纤维素基添加剂的引入更好地稳定了磁流变液。体系中CI粒子间距的大小,可以作为评价磁流变液稳定性的依据。因为CNF具有较大的长径比,在体系中能形成更加稳定的触变网络,因此CI粒子的间距最大,磁流变液的稳定性最佳。不同添加剂的性质需要单独考虑,必须根据具体需要决定添加剂的类型以及用量。