懸浮粒子表面極性基團(tuán)和粒徑對(duì)電流變性能影響.pdf

1、電流變液(Electrorheological Fluids,簡(jiǎn)稱ERF)在工程技術(shù)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用使其倍受各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注。高的剪切應(yīng)力在促進(jìn)電流變材料走向?qū)嶋H工程應(yīng)用的同時(shí)也給人們帶來了新的困擾.極性分子修飾無機(jī)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(tuán)的存在方式和數(shù)量對(duì)電流變性能的影響;懸浮粒子粒徑大小對(duì)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(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)目前電流變

2、領(lǐng)域存在的上述兩個(gè)問題進(jìn)行了初步研究。采用硫酸溶液浸漬氧化鈦干凝膠再經(jīng)煅燒的方法,制備了極性基團(tuán)含量和結(jié)合方式明確的硫酸改性二氧化鈦粒子。電流變性能測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)硫酸根與二氧化鈦以橋式雙配位方式結(jié)合時(shí),有利于提高電場(chǎng)作用下極性基團(tuán)在粒子表面的結(jié)合穩(wěn)定性和電流變性能的使用穩(wěn)定性,隨著極性基團(tuán)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(dāng)硫酸根與二氧化鈦以整合雙配位方式結(jié)合時(shí),極性基團(tuán)在電場(chǎng)作用下易發(fā)生解離形成載流子,導(dǎo)致漏電

3、流密度迅速增大,電流變性能降低。因此,極性基團(tuán)與無機(jī)粒子之間穩(wěn)定的結(jié)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(duì)電流變性能的影響,我們以不同的電解質(zhì)為穩(wěn)定劑,通過乙二醇改性鈦酸四丁酯在丙酮電解質(zhì)溶液中的水解,得到了在60-200nm范圍內(nèi)粒徑可調(diào)的單分散二氧化鈦納米球。研究發(fā)現(xiàn)高價(jià)態(tài)陽離子電解質(zhì)對(duì)獲得小粒徑二氧化鈦更有效。隨著陽離子價(jià)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