硬磁顆粒摻雜型磁敏彈性體制備及磁致特性研究.pdf

1、磁敏彈性體由微米或納米量級(jí)的磁性粉末與高聚物復(fù)合而成，外加磁場(chǎng)可控的剛度與阻尼特性使其在隔振降噪領(lǐng)域具有潛在工程應(yīng)用價(jià)值。目前磁敏彈性體的相關(guān)研究幾乎全部集中于軟磁彈性體上，硬磁彈性體及其磁致特性研究非常少，仍處于起步階段。針對(duì)硬磁填充型磁敏彈性體制備與磁控力學(xué)性能認(rèn)識(shí)不足的現(xiàn)狀，本文對(duì)其開(kāi)展制備方法與磁致特性研究，為開(kāi)發(fā)新型的磁控力學(xué)性能材料提供理論基礎(chǔ)。與此同時(shí)，考慮到傳統(tǒng)磁敏彈性體存在機(jī)械強(qiáng)度不高的缺陷，利用硬磁顆粒零場(chǎng)下的剩磁，

2、提出一種補(bǔ)強(qiáng)的新思路以拓寬磁敏彈性體的應(yīng)用范圍。論文以硅橡膠為載體，將釹鐵硼粉分散其中，研究其磁致力學(xué)特性。另外，將釹鐵硼粉摻雜于軟磁填充型磁敏彈性體中，研究其補(bǔ)強(qiáng)作用與磁致力學(xué)特性。具體工作如下：
　?、俳榻B了磁敏彈性體的研究現(xiàn)狀，并對(duì)目前僅有的少數(shù)硬磁填充型磁敏彈性體的磁致特性相關(guān)研究進(jìn)行了分析，針對(duì)其缺乏系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀，提出了課題研究的意義與內(nèi)容。
　　②根據(jù)硬磁材料的性能，確立了填充顆粒的選取原則，并選取了填充材料、

3、基體材料和添加劑材料。基于傳統(tǒng)磁敏彈性體的制備工藝，提出了硬磁摻雜型磁敏彈性體的制備方法。采用硅橡膠、釹鐵硼粉、羰基鐵粉、增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑為主要成分制備了一系列不同配比、不同充磁強(qiáng)度及預(yù)結(jié)構(gòu)化的樣品。
　?、鄄捎?VHX-600光學(xué)數(shù)碼顯微鏡分別對(duì)硬磁填充型、混合顆粒填充型磁敏彈性體進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)預(yù)結(jié)構(gòu)化與充磁分別得到各向異性與各向同性?xún)煞N結(jié)構(gòu)，即充磁并未影響其微觀結(jié)構(gòu)。采用VersaLab振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)分別對(duì)硬磁填充

4、型、混合顆粒填充型磁敏彈性體進(jìn)行了磁化特性測(cè)試。結(jié)果表明，充磁改變了磁學(xué)性能，充磁強(qiáng)度增加提高了其在零場(chǎng)下的剩磁。
　?、芊治隽苏硰椥圆牧系牧W(xué)性能表征參數(shù)及表征系統(tǒng)的測(cè)試原理，采用MCR-301流變儀對(duì)硬磁填充型磁敏彈性體的磁致力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)影響其磁致力學(xué)性能的微觀結(jié)構(gòu)、硬磁顆粒含量、增塑劑、硅烷偶聯(lián)劑等諸多因素進(jìn)行討論分析。發(fā)現(xiàn)充磁樣品的磁致力學(xué)性能表現(xiàn)出對(duì)磁場(chǎng)方向的依賴(lài)性。另外，將硬磁顆粒摻雜于軟磁填充型磁敏彈性體中

5、，討論其補(bǔ)強(qiáng)作用。結(jié)果表明，適當(dāng)添加硬磁顆粒、增大充磁可在一定程度上提高混合顆粒填充型磁敏彈性體的初始模量及磁致模量。
　?、菅芯苛擞泊盘畛湫?、混合顆粒填充型磁敏彈性體力學(xué)性能對(duì)應(yīng)變、頻率的依賴(lài)性，并分別討論了磁場(chǎng)強(qiáng)度與充磁強(qiáng)度對(duì)其應(yīng)變、頻率依賴(lài)性的影響。結(jié)果表明磁場(chǎng)強(qiáng)度與充磁強(qiáng)度的增加對(duì)硬磁 MAE線性粘彈區(qū)的拓寬有一定幫助，但對(duì)混合MAE的影響不大。磁場(chǎng)強(qiáng)度與充磁強(qiáng)度的增加使得硬磁MAE對(duì)頻率的依賴(lài)性下降，但對(duì)混合MAE影響不