懸浮粒子表面極性基團和粒徑對電流變性能影響.pdf

1、電流變液(Electrorheological Fluids,簡稱ERF)在工程技術領域的潛在應用使其倍受各國科學家的關注。高的剪切應力在促進電流變材料走向實際工程應用的同時也給人們帶來了新的困擾.極性分子修飾無機粒子是制備高剪切力電流變材料的常用方法,但目前還未弄清極性基團的存在方式和數量對電流變性能的影響;懸浮粒子粒徑大小對巨電流變材料與傳統(tǒng)電流變材料性能影響上的顯著差異也成為電流變材料領域研究的熱點。
　　本文針對目前電流變

2、領域存在的上述兩個問題進行了初步研究。采用硫酸溶液浸漬氧化鈦干凝膠再經煅燒的方法,制備了極性基團含量和結合方式明確的硫酸改性二氧化鈦粒子。電流變性能測試結果表明當硫酸根與二氧化鈦以橋式雙配位方式結合時,有利于提高電場作用下極性基團在粒子表面的結合穩(wěn)定性和電流變性能的使用穩(wěn)定性,隨著極性基團含量的增加,二氧化鈦比表面積增大,電流變性能得到明顯改善。當硫酸根與二氧化鈦以整合雙配位方式結合時,極性基團在電場作用下易發(fā)生解離形成載流子,導致漏電

3、流密度迅速增大,電流變性能降低。因此,極性基團與無機粒子之間穩(wěn)定的結合方式是提高電流變性能的前提。
　　為了研究納米粒子的粒徑對電流變性能的影響,我們以不同的電解質為穩(wěn)定劑,通過乙二醇改性鈦酸四丁酯在丙酮電解質溶液中的水解,得到了在60-200nm范圍內粒徑可調的單分散二氧化鈦納米球。研究發(fā)現(xiàn)高價態(tài)陽離子電解質對獲得小粒徑二氧化鈦更有效。隨著陽離子價態(tài)的增加,得到的小粒徑單分散二氧化鈦球形粒子所需濃度越小。但由于該方法制備的單分散