基础液对巨电流变液性能影响及其与介电颗粒的界面作用研究

The discovery of the giant electrorheological (ER) fluid made the ER technology used in industrial as possible, therefore,how to improve its performance is a hot question in the ER fluid field. The basic liquid is a current carrier liquid becomes solid particles, and ER fluid is an important part.Especially in the giant ER fluid system, the ER effect is a two-phase liquid suspension formed by an electric field in the basic liquid and solid particles the overall behavior. The project from the basic liquid, and explore the impact the interaction between particles and the base fluid for ER fluid performance, establish basic liquid composition, molecular structure and matching relation particles affect the system research basic liquid changes polarization, further understanding and awareness of the giant ER mechanism. The study of this projec for the preparation of practical, high-performance ER fluid material to provide a scientific basis and theoretical guidance.

巨电流变液的出现使电流变技术实际应用于工业成为可能，如何提高它的性能是电流变液领域的研究热点。基础液是电流变液体中固体粒子的载体，并且是电流变液体的重要组成部分，特别在巨电流变液体系中，电流变效应是电场作用于基础液和固体粒子所形成的两相悬浮液体的整体行为。本项目从基础液出发，探索颗粒与基液间的相互作用对电流变液性能的影响，建立基液成分、分子结构与颗粒的匹配关系，系统研究基础液变化对极化作用的影响，进一步理解和认识巨电流变机制。本项目研究可以为设计制备可实用化的高性能电流变液材料提供科学基础和理论指导。

电流变液是由微/纳米介电颗粒与绝缘液体（基础液）混合而成的复杂流体。无电场时为液态，在电场作用下可发生类似液—固转换，表观粘度随外加电场发生连续，可控，可逆的变化，被誉为最佳的软硬程度可调的智能材料。虽然新型电流变液从材料设计制备到性能改善都取得了突破性进展，但是要推向实际应用仍有很多不足，特别在电流变效率、制备重复性、使用稳定性方面还存在较大的问题，解决这些问题还需对巨电流变效应的微观机制和作用机理进行深入研究。基础液即是电流变液体中固体粒子的载体，也是电流变液体的重要组成部分, 巨电流变效应是电场作用于基础液和固体粒子所形成的两相悬浮液体的整体行为。因此本项目从基础液出发，探索颗粒与基液间的相互作用对电流变液性能的影响，建立基液成分、分子结构与颗粒的匹配关系。.经过4年项目执行期，项目组按计划开展电流变材料设计与制备，完善和掌握巨电流变材料颗粒的可控制备技术，系统研究了介电颗粒尺寸、形貌等因素对电流变性能的影响，针对巨电流变液随固含量升高剪切稳定性变差的缺点，本项目合成出表面呈褶皱状具有高剪切稳定性多孔型电流变材料，具有国际领先水平；在此基础上发展核/壳颗粒的制备方法，深入探索极性分子型电流变材料颗粒表面微结构、浸润性对电流变性能的作用规律；进一步研究草酸氧钛钙（CTO）材料的浸润性，研究经不同处理温度，结晶特性，CTO颗粒晶型、表面有机基团分布、粒度分布等参数与流变特性、浸润特性的对应关系以及基础液的官能团的影响规律; 发表SCI论文9篇，申请发明专利12项，培养研究生6名（在读博士研究生2名，毕业硕士研究生5名）。项目研究为进一步开展电流变液产生高屈服强度的机理研究和降低零场粘度奠定基础，为设计制备可实用化的高性能电流变液材料提供科学基础和理论指导。