第四章-智能材料-电流变液.pptVIP

*(2)在振动控制中的应用减振器—利用电流变液体对电场的快速反应能力，通过改变两电极的电场强度调整电流变体的粘度，阻碍活塞的相对移动，以达到减振的目的。*由两固定电极构成电流变阀，通过改变两电极的电场强度改变电流变阀中液体的粘性流动阻力，阻止流体在电流变阀的流动及活塞的运动，实现阻尼的实时控制。基于流动模式的固定极板式减振器*其中一个极板沿垂直于电场的方向运动，由极板剪切电流变液体产生阻尼力来控制活塞的振动。振动吸收装置基于剪切模式滑动极板式减振器应用：引擎底座直升机水平旋转机翼叶片*(3)在液压控制中的应用电流变液体阀—代替传统的控制流量和压力的液压阀。特点：无电场时：电流变液可从正电极和接地电极之间的夹层即阀中通过；基本工作原理：工作介质：电流变液加电场时：通过阀的电流变液的表观粘度可由电场无级调节，从而实现流量的无级调节。电极间的流体固化时：阀门即“关上”。不需要具有相对运动的零件；不需要精密的机械加工；流量和压力可以直接用信号控制*如氯化石腊油、硅油等绝缘油类*基础液的绝缘性越高越好(即电导率越低越好)；**用作电流变液体的有机半导体和高分子材料有两类。一类具有大π键共轭型的电子结构。控制其电导率常采用两种方法:一是掺杂一些金属离子或金属氧化物;大π键电子共轭结构，在电场中会发生强烈的极化，其介电常数往往很高，这是一类不含水的电流变液体材料。另一类是在大分子长链上含有易被极化的极性基团，如聚丙烯酸、聚异丁烯酸、葡聚糖、淀粉等都含有极性基团一羧基，它们也具有高的极化率。这些化合物都属于聚电解质类物质，聚电解质就是在分子链上带有许多可解离基团的高聚物，易吸水。*无水聚氨酯型电流变材料：利用－NH2络合金属离子和聚氨酯的交联网络对金属离子进行束缚达到控制极化和电导的目的。苯乙烯—二乙烯苯磺化共聚物：磺酸基产生高极化，并结合一些离子改变电导，但高ER活性一部分是靠吸水产生。*ER效应受温度的影响较小缺点：材料基体的热稳定性较差，只能在低于100℃条件下干燥处理；高电场强度下漏电流较大；制备工艺复杂、毒性大，工业化生产有一定困难。*功能：使复合粒子有良好的极化能力。功能：控制和束缚导电层极化后的电荷不致逸散，同时控制两相邻复合粒子极化后电荷的相互作用。*功能：使复合粒子有良好的极化能力。功能：控制和束缚导电层极化后的电荷不致逸散，同时控制两相邻复合粒子极化后电荷的相互作用。*通过选择设计每层的材料和厚度控制材料的介电性质和物化性质，可较好地匹配材料的众多参数，实现无机与有机的有效复合，使电流变液综合性能进一步提高。*通过对材料进行表面改性来改善材料的表面状态(如表面电荷分布、与基液的润湿性等)，从而改变材料的介电性质或物化性质——明显提高材料的ER效应，降低颗粒的沉降性。*球状粒子性能高于柱状、椭圆状和纤维状粒子，是最佳形状*除影响悬浮体的沉降性和电流变液的零场粘度外，某些种类的基液还可促进ER效应。各向异性的液晶作基液具有更大的ER效应；若基液与固体颗粒具有同类极性的基团，则ER效应就强。如纤维素－蓖麻油(都有羟基)体系的ER效应就比纤维素－硅油(没有羟基)体系的强得多。(7)添加剂改善颗粒的团聚性、沉降性，促进ER效应。*避免了普通液力耦合装置和齿轮传动系统中常见的冲击载荷和噪声，*六、电流变液*电流变液(electrorheologicalfluids，ER流体)4.1电流变液及电流变效应由高介电常数、低电导率的电介质颗粒分散于低介电常数的绝缘液体中形成的悬浮体系，是可快速和可逆地对电场作出反应，迅速实现液体—固体性质转变的一类智能材料。*在电场作用下电流变液颗粒自身发生极化，由于极化颗粒间产生静电引力而使颗粒排成链或柱状结构，电流变液粘度增大；当外场高于某一值时，流体状态由液态转变为固态，流体类型也由Newton流体转变为Bingham流体；当电场减弱或消失时，它又可以快速地恢复到原始状态。电流变效应：*电流变效应的特征a.流体粘度随场强连续地无级变化直至固化，可实现在液态和固态或在液体属性和固体属性相间快速和可控的转换；b.液态和固态的转换是完全可逆的；c.控制信号简单：场强或电压信号，可人控或自控；d.响应灵敏，响应时间在10-3秒左右；e.控制能耗很低。*电流变液的特点●能感知环境(外加电场)的变化，并根据环境的变化自动调节材料本身的性质，使其粘度、阻尼性能和剪切应力都发生相应的变化;——智能材料中很好的驱动器。●液态和固态间的转换快速、可逆；●粘度连续、无级变化，能耗极小。*4