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颗粒浸润性对胶体电流变液性质影响的研究

作　者: 方振南
导　师: 周鲁卫
学　校: 复旦大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米颗粒颗粒浸润性电流变液毛细上升法表面能接触角
分类号: TB381
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

电流变液(ER fluid)是一种智能型材料——它的机械性能可以通过外加电场来调控,是具有高介电常数的微米或纳米小颗粒和油的均匀混合体,当外加电场强度低于某个临界值,电流变液呈悬浮液相;高于这个临界值,电流变液变成液固分离相。在本文中,我们关注胶体电流变液效应,胶体颗粒表面与油液间的浸润性质及其对颗粒分散性的影响三者之间的密切关系。我们发现颗粒浸润使颗粒良好分散的体系的电流变液效应要远远高于颗粒不浸润条件下颗粒聚集成团的体系的电流变效应。我们的探讨表明胶体颗粒与油液间浸润性在电流变液结构的形成过程中的影响不能忽略。为了进一步提高体系的电流变效应,除了对颗粒介电性质进行改良之外,还必须考虑对基液进行修饰以保证颗粒在基液中的良好分散。同时,为了定量表征颗粒与液体的浸润性,层流理论在考虑液体压强的情况下,我们发展了一套新的毛细上升法的公式。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
引言  7-8
第1章从TER到GER和PMER  8-24
  1.1 传统电流变液(TER)及其理论  8-14
    1.1.1 传统电流变液的微观模型  8-9
    1.1.2 传统电流变液颗粒间的相互作用力的理论形式  9-14
  1.2 巨电流变液(GER)的特性  14-18
    1.2.1 巨电流变液(GER)材料及其结构  15-16
    1.2.2 巨电流变液(GER)的高屈服应力  16-17
    1.2.3 巨电流变液(GER)的饱和极化理论  17-18
  1.3 极性分子电流变液(PMER)及其理论  18-24
    1.3.1 极性分子电流变液的提出  18-19
    1.3.2 极性分子电流变液的结构与性能  19-21
    1.3.3 极性分子电流变液的理论  21-24
第2章颗粒表面的浸润性质及其测量  24-34
  2.1 平衡状态下的Young方程  24
  2.2 毛细上升法测量颗粒浸润性质  24-34
    2.2.1 Washburn方程  24-26
    2.2.2 在重力影响下的毛细上升  26-27
    2.2.3 毛细管浸润性的毛细上升法测量  27-31
    2.2.4 颗粒浸润性的毛细上升法测量  31-34
第3章基液的浸润性质改善及其测量  34-40
  3.1 浸润引致的巨电流变效应  34-36
    3.1.1 浸润导致的巨电流变效应  34-35
    3.1.2 浸润引致的巨电流变效应的物理图像  35-36
  3.2 基液浸润性质的改进尝试  36-40
    3.2.1 基液浸润性质改进和测量方法  36-37
    3.2.2 基于不同基液的电流变液的效应  37-40
第4章颗粒表面浸润性对颗粒电流变液的影响  40-47
  4.1 颗粒间距决定的方法  40
  4.2 胶体电流变液中颗粒间Van der Waals力的计算  40-43
    4.2.1 Van der Waals力  40-41
    4.2.2 Hamerk常数的推导  41-43
  4.3 胶体电流变液中颗粒间浸润力的计算  43-46
    4.3.1 浸润力的来源与计算  43-44
    4.3.2 浸润力计算结果以及和Van der Waals力的比较  44-45
    4.3.3 亲液斥力所起的作用  45-46
  4.4 工作展望  46-47
参考文献  47-51
发表文章情况  51-52
致谢  52-53

颗粒浸润性对胶体电流变液性质影响的研究

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