PDMS基磁流變彈性體薄膜磁控光學(xué)性能及應(yīng)用研究.pdf

1、磁流變彈性體是一種具有廣闊應(yīng)用前景的智能材料。通常情況下是將微米級的磁性顆粒分布于非磁性的彈性聚合物基體制備而成，通過外部磁場的誘導(dǎo)，磁性顆粒在基體中沿磁場方向形成鏈狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出材料性能的各向異性。目前，對于其的研究主要集中在大尺寸、宏觀領(lǐng)域以及振動控制領(lǐng)域，對于其在微觀領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域的研究相對較少涉及。本文基于拓展磁流變彈性體在微觀領(lǐng)域以及光學(xué)領(lǐng)域研究的目的，制備了以PDMS為基體材料的磁流變彈性體薄膜，并研究磁性顆粒含量、微觀結(jié)構(gòu)

2、、外磁場對其光透過率的影響，同時確定了PDMS基磁流變彈性體薄膜的制備方法及其相關(guān)工藝參數(shù)，并且完成了PDMS基磁流變彈性體薄膜光學(xué)透過率的測量，確定了其光透過率的測量方法。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)：同一顆粒含量，且無外磁場時，PDMS-Fe3O4磁流變彈性體各向異性薄膜的光透過率高于各向同性薄膜的，這種差異在顆粒含量為5wt％時達(dá)到最大，各向異性的要高出16.66%；施加外磁場測量薄膜光透過率，薄膜的光透過率有明顯的增加，在顆粒含量為

3、1wt%時增加達(dá)到最大，各向性的增加17.04%，各向異性的增加23.01%，且在同一顆粒含量下由磁場引起光透過率的增加，各向異性薄膜的總是高于各向同性薄膜的。對PDMS-Fe磁流變彈性體薄膜來說：無外磁場時，各向異性薄膜與各向同性薄光透過率差異在顆粒含量為7wt%時達(dá)到最大，為5.39%；加載磁場之后薄膜的光透過率減小，各向性薄膜在顆粒含量為7wt%時減小最多，減小4.86%，各異性薄膜在顆粒含量為13wt%時減小最多，減小3.23%

4、，且在同一顆粒含量下，由磁場引起的光透過率的減小，各向同性薄膜的高于各向異性薄膜的。據(jù)以上測量結(jié)果，查閱文獻(xiàn)資料，建立分析模型，分析由微結(jié)構(gòu)、外部磁場引起的薄膜的光透過率的變化的原因，不同的微結(jié)構(gòu)對光的散射程度不同，造成了薄膜在光透過率上的差異；施加外磁場后，不同微觀結(jié)構(gòu)的薄膜會產(chǎn)生不同形變，導(dǎo)致了薄膜光透過率在加載磁場后的差異。
　　通過理論分析發(fā)現(xiàn)：PDMS基磁流變彈性體薄膜的折射率高于純的PDMS的，且隨著磁性顆粒含量的增加