近年来,智能材料及其结构系统的研究是一个非常活跃的研究领域。作为一种典型的智能材料,电流变液体在外加电场的作用下,粘度、模量和屈服应力等发生迅速变化,而当电场取消后,液体的性能又迅速恢复到常态。由于电流变液的这一特性,实现了电场与力矩之间的可控、无级和可逆传递,特别适合于在机电耦合系统中的应用,如减振器、离合器、制动器和机器人等,因而显示了广阔的应用前景。电流变器件响应迅速、能耗小、控制方便,在汽车悬架的半主动控制和结构振动控制方面显示了诱人的发展前景。但是,目前研制的电流变液普遍存在着剪切应力值小,高剪切速率下难以成链,温度稳定性差和沉淀等问题,导致电流变减振器阻尼力调节范围小,高速失效等。因此,研制高性能的电流变液体材料和开发性能优良的电流变减振器仍然是一个艰巨的工作。本文围绕高性能电流变液体材料的研制,电流变减振器及汽车悬架半主动控制方法的研究,主要进行了以下研究工作: ①针对TiO₂ 具有高介电常数, 而在干态却表现出很弱的电流变效应的问题,依据介电极化理论和电导模型,提出了采用铈、钇离子掺杂TiO₂,制备高性能无水电流变液体材料的方法。实验发现,掺杂引起TiO₂晶格畸变,晶面间距增大,缺陷密度增加,极化能力增强,电流变液体力学性能大幅增长。②采用Sol-gel 方法成功制备了铈、钇掺杂TiO₂电流变粉体颗粒材料。实验表明,制备工艺参数和条件直接影响掺杂TiO₂的相成分、均匀性、粒径和介电性质,从而对电流变活性产生重要的影响,严格控制工艺条件是制备高性能电流变粉体颗粒材料的关键。③利用扫描电镜、X 射线衍射、红外光谱分析等现代分析手段,对电流变粉体颗粒材料进行了物理表征。实验发现,颗粒的微观形貌呈多边形,大小基本均匀,粒径在30-50 μm 。干凝胶的热分解过程分为三个阶段:200℃以下发生吸附水分及有机溶剂的挥发;200℃～400℃出现有机物丁基等的断裂、分解和燃烧;400℃以上为无定形二氧化钛的持续晶化过程。晶化过程不存在明显的晶化温度。Ce、Y 掺杂均促进了晶化过程,但抑制二氧化钛从锐钛矿结构向金红石结构的相变程度不同,Y 的作用更强。④研究了粉体颗粒材料的介电性质如介电常数、介电损耗和电导率。实验发现:掺杂引起颗粒介电常数、介电损耗和电导率升高,介电损耗角的正切由小于0.05上升到0.565,电导率由3×10^-9S/m上升到8.25×10^-7 S/m,低频介电常数由90.5上升到273;颗粒介电性质与掺杂量有明显的依赖关系,表明掺杂引起TiO₂颗粒介电性能的改变是导致电流变液力学性能显著升高的内在原因。