鈷微納米粒子形貌對(duì)磁流變液性能的影響.pdf

1、磁流變液（Magneto-rheological fluids，MRF）是一種智能材料，它是由微米級(jí)的軟磁顆粒分散于非導(dǎo)磁的基液中所形成的懸浮液。在外加磁場的作用下它可以快速可逆地實(shí)現(xiàn)液態(tài)到幾乎固態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，這種優(yōu)越的性能使其在智能減振等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的磁流變液一般采用羰基鐵粉作為磁性懸浮相，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基液的密度，易在基液中沉降，這是制約磁流變液進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的主要原因。解決這一問題的關(guān)鍵是制備出適用于制備磁流變液的

2、新型顆粒。
　　本研究采用溶劑熱法制備三種新型鈷磁性顆粒（中空鈷顆粒、鈷納米纖維和刺球狀鈷顆粒）作為磁流變液的磁性懸浮相，以研究顆粒形貌對(duì)磁流變液綜合性能的影響，并開發(fā)高性能的磁流變液顆粒體系。通過SEM、TEM、XRD、SQUID等方法對(duì)三種顆粒進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:中空鈷顆粒粒徑在5μm左右，呈現(xiàn)出獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu);鈷納米纖維長度可達(dá)十幾到幾十微米，而直徑小于50nm，具有較大的長徑比;刺球狀鈷顆粒粒徑在5μm左右，其表面形貌呈

3、現(xiàn)典型的刺球狀。三種顆粒均為密排六方結(jié)構(gòu)的鈷單質(zhì)，中空鈷顆粒和刺球狀鈷顆粒表現(xiàn)出良好的軟磁性能，而鈷納米纖維由于存在較強(qiáng)的形狀各向異性，呈現(xiàn)出一定的硬磁特征。對(duì)三種基于鈷顆粒的磁流變液進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，并與同體積分?jǐn)?shù)的羰基鐵粉磁流變液進(jìn)行對(duì)比。采用靜態(tài)模式測(cè)試不同磁場強(qiáng)度下剪切應(yīng)力與剪切速率關(guān)系曲線，然后擬合得到屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度關(guān)系曲線。結(jié)果表明，中空鈷顆粒磁流變液和刺球狀鈷顆粒磁流變液的屈服強(qiáng)度在同一磁場強(qiáng)度下小于羰基鐵粉磁流

4、變液，而鈷納米纖維磁流變液在低磁場強(qiáng)度范圍內(nèi)屈服強(qiáng)度高于羰基鐵粉磁流變液，超過一個(gè)臨界磁場強(qiáng)度后其屈服強(qiáng)度小于羰基鐵粉磁流變液。動(dòng)態(tài)測(cè)試模式結(jié)果反映了磁流變液在受到剪切作用時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和變化規(guī)律。應(yīng)變幅度掃描結(jié)果顯示施加磁場后，隨著應(yīng)變幅度增大，儲(chǔ)存模量起始階段保持恒定;到某特定應(yīng)變幅度后，儲(chǔ)存模量開始下降，損失模量開始增大，這表明磁流變液內(nèi)部鏈狀結(jié)構(gòu)開始破壞。隨著應(yīng)變幅度進(jìn)一步增大，儲(chǔ)存模量減小到小于損失模量，這表明鏈狀結(jié)構(gòu)完全破