介电弛豫法对电流变液动态界面多重极化特性的解析研究

高屈服强度电流变液的开发是智能材料领域的研究热点，但传统界面极化机制的诸多缺陷严重阻碍了电流变液的发展进程。介电弛豫法在粒子分散系极化解析研究中取得的成功为电流变液界面极化研究注入了新的动力。本项目以复合粒子电流变液的动态介电弛豫谱为研究对象，对流变过程的界面极化特征开展基础科学研究。通过对叠加介电弛豫行为的参数拟合与机制指认，探明电流变效应的多重极化导向规律。建立涵盖界面极化与对离子极化的泛界面极化机制，剖析巨电流变效应的极化根源。利用Gross理论和Hanai方法，数值解析电流变液内部组成相的介电(电)性质及表面电动力学信息。结合实验分析，探索分散相粒子空间运动、表面电导率对电流变效应的制约机制。构建电流变效应归一化解析模型，将极性分子电流变液纳入数值模拟范畴。本项目旨在揭示界面极化特性对电流变效应的导向机制，为推动电流变机理研究和开发兆帕级电流变液奠定理论与技术基础。

界面极化现象被公认是电流变效应的本质诱因，但传统界面极化理论及相应的解析方法仍存在一定缺陷，无法满足电流变效应理论解析的需求。我们选用沸石类、二氧化硅类以及钛酸盐类材料作为基质模型，基于二元系介电弛豫理论分别从实验和理论两个层面入手开展电流变液的动态界面极化行为的研究。通过系统考察体积分数、吸水率、基础液、包覆层等重要因素对电流变液介电弛豫行为的影响，揭示了界面极化、对离子极化对电流变效应的协同贡献。通过对界面极化的理论分析与数值解析，修正了电流变效应极化解析模型的部分理论。指定介电增量作为判断电流变效应的决定性参数并建立泛界面极化理论，为电流变效应提供可信的理论解释。根据电流变效应的介电失配原理，对比M-W模型和Hanai模型的数值解析功能。发现对于内含高介电常数粒子的电流变液，修正后的Hanai模型能够准确地进行介电解析工作，获得的计算结果与实际值具有较高的吻合度。