功能复合材料.ppt

　　如用于运动部件的阻尼、润滑和密封，不同密度物体的分选和分离，失重状态下用的磁性燃料和磁性笔，磁控印刷，磁控染色，由磁性液体作为工作物质的陀螺、声换能器、磁流体电机和磁芯等。 3、 电性复合材料 　　作为复合材料的电导率没有明确的数值来划分导体、半导体和绝缘体。 　　两种或两种以上的金属形成的复合材料显然是导体； 　　相反，两种或两种以上的绝缘体形成的复合材料电导率不会很高。 　　但是，复合材料中如果含有导电和绝缘两种材料，那么它的电导率或是极端或是一些中间值，这取决于导体和绝缘体的相对含量、几何分布和组元本身特性。 3.1 金属填充材料的导电特性 　　将金属颗粒混入高分子聚合物，高分子聚合物的电阻率就会发生变化，然而这个变化并非依据加和法则，而是当金属填料浓度达到一临界体积?c时，金属填充聚合物发生一个如下图所示的突然转换，由绝缘体变成导电体。 苯乙烯—丙烯腈共聚物中Al粉和Fe粉的体积分数和电阻率的关系 电阻率对数 / ?.cm 金属的体积分数 Al Fe 　　一般对于粉状磁性材料，先制造以适当高分子为粘结剂的涂料，然后把该涂料用适当的方法进行涂敷、干燥，制造出如下图所示的一种层压薄片，这就是记录磁带。显然，它属于叠层型的功能复合材料。 磁粉 粘结剂 添加剂 磁层 下涂层 背涂层 基膜 记录磁带的结构 　　到目前为止，为提高涂敷型磁带的性能采取了下面一些措施： (1)提高磁性层中磁性材料的填充率； (2)尽可能缩小磁性材料的颗粒； (3)缩小磁头与磁带间的空隙，防止磁损失。 　　上面这些都是能够提高磁带记录密度的措施。但是，这些改进都是有限度的，超过一定极限值会导致一些负面作用出现。 　　因此，为了进一步改善记录密度，就需要有新的叠层构思和技术，即要创造出以复合技术为中心的新功能。 　　目前，研究者对此进行两种尝试。 　　一、尝试把现在单一的磁性层变成双磁性层。 　　二、不是用涂敷磁性粉末和粘结剂混合成的涂料的方法来制造磁性层，而是依靠真空镀敷Co/Ni合金薄膜的方法，来制造磁带。 　　把单一磁性层变成双磁性层的尝试是采用上层使用高娇顽力的微颗粒金属磁性材料，厚度为0.4um，下层使用低矫顽力的钴改性的氧化铁磁性材料，厚度为2.5um。这样，上层能够高效率地记录，再生用高频和较强磁场记录的亮度信号。 　　另一方面，因为色调信号和声音信号是低频，在磁性层深部才变弱。所以适当地搭配上层与下层的厚度及矫顽力可得到比只使用一种磁性材料的磁性层更高的输出功率。 　　这样，不同波长都提高了输出功率，可获得更清晰的图像和声音。 　　然而这种双层结构给涂敷技术提出更高的要求，不是常规涂敷方法能实现的。 　　Co-Ni合金薄膜磁带是基于将来需记录信号的波长可能向短波长方向发展的角度出发而设计和构思的。 　　短波长的磁场由于波及的深度浅，考虑到厚度损失的问题，那么0.2um程度的超薄膜是最理想的。要制造这样的超薄膜，真空蒸镀法是适合的。 　　　此外，磁性材料具有较好的性能，本身就可以提高记录密度。各种磁性粉末的特性如下表所示 (55.71~59.69)*103 (11000~12000)*10-4 Co-Ni 合金 (111.41~127.33)*103 (2300~2900)*10-4 金属Fe (47.75~71.62)*103 (1400~1800)*10-4 Co- ?-Fe2O3 (15.92~31.83)*103 (1400~1800)*10-4 ?-Fe2O3 Hc/A.m-1 Mr/T 磁性材料 　　由表中可见，剩磁最大的是Co-Ni合金，如果镀成薄膜，磁性材料的填充率几乎接近100％。无论是剩磁大，还是填充率大都对提高输出功率有好处。 (55.71~59.69)*103 (11000~12000)*10-4 Co-Ni 合金 (111.41~127.33)*103 (2300~2900)*10-4 金属Fe (47.75~71.62)*103 (1400~1800)*10-4 Co- ?-Fe2O3 (15.92~31.83)*103 (1400~1800)*10-4 ?-Fe2O3 Hc/A.m-1 Mr/T 磁性材料 2.4 磁流体 　　磁流体是强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒与一种液体均匀混合而成的胶状液体。 　　它既具有强磁性材料的多种磁特性，又具有液体的特性。 　　磁性液体由强磁性单畴颗粒(磁粉)、基质液体(基液)和分散剂(表面活性剂)组成。 　　为了防止磁粉沉淀和凝聚，使磁性液体稳定，必须选择适当的磁粉粒径、分散剂物性参量和用量以及基液物性参量，使磁粉磁偶极矩间作用力和热作用力的综合效应产生势垒，以利于磁性液体稳定。 　　组成中的磁粉采用金属或非金属强