电流变液性能及制备
电流变液
举例说明
电流变液电流变液用于汽车变速的原理可以通过一个简化的例子说明。设动力首先从下面的轴输入（黑色箭 头），黑色的轴与蓝色的齿轮之间是电流变液（绿色），如果右边施加外电场，左边仍保持液态，则动力由齿轮1 传到齿轮2，带动输出轴（红色）转动，由于齿轮1的半径大于齿轮2，所以输出轴转得较快。如果左边施加外电 场，右边保持液态，则动力从齿轮3传到齿轮4，输出轴的转速较慢。
研究成果
电流变液电流变液是一种由介电微粒与绝缘液体混合而成的复杂流体。在没有外电场时，它的外观很像机器 用的润滑油，一般由基础液、固体粒子和添加剂组成。基础液可采用煤油、矿物油、植物油、硅油等经理化处理 的物体构成，要具有绝缘性能好，耐高压，低粘度，在无电场作用下具有良好流动性这些性质；固体粒子是一种 由纳米至微米尺度大小的具有高的、相对的介电常数和较强极性的微细物体组成。添加剂常用水、酸、碱、盐类 物体和表面活性剂组成，其作用是增强悬浮液的稳定性和电流变效应。
电流变液作用下的离合装置原理是这样的：主动轴和从动轴之间充有电流变液。当外加电场为零时，主动轴 不会带动从动轴转动；当电压逐渐增加时，电流变液的粘度会随之增加。当其粘度达到一定临界值时，主动轴带 动从动轴转动。
由此可见，根据电流变技术的原理，构成液—机耦合的机制，可以设计出全新的汽车结构。根据这一原理， 同样可以设计出新颖的汽车转向系统、汽车的减震装置、制动装置等。与传统的机械产品相比，具有设计简化、 应用简便、灵敏度高、噪声小、寿命长、成本低、易于实现电脑控制的特点。电流变技术在汽车传动系统的重大 创新将引发一场汽车技术革命。
应用
电流变液技术在汽车上最直接的应用是利用它在电场下粘度连续变化的特性制造汽车离合器装置，例如汽车 自动变速器的离合器，就可以用电流变液取代传统的齿轮离合装置。传统的汽车自动变速器机械结构复杂，具有 体积大，耗能高的缺点。如果改用电流变液制作的离合器来代替传统的齿轮离合装置，不仅体积可以大幅缩小， 而且控制简单，只需控制电压就可达到调速的目的，届时只需在方向盘上设置几个调速按键就可解决换档。
神奇材料——电流变液
神奇材料——电流变液材料是人类文明进步的重要标志之一，每一次材料的进步都会带来人类生活水平的一次质的飞跃，进入20世纪之后，各种新材料的产生更是日新月异，如常被人提起的超导材料、半导体材料、新陶瓷材料、纳米材料等，本文拟介绍一种不为大家所熟知的神奇材料——电流变液。
一、电流变液材料的发现1947年，有一个叫温塞格的美国学者，讲石膏、石灰和石墨混合后加在橄榄油中，然后又加入水搅拌成一种悬浮液，他想试验一下这种悬浮液能够导电，结果在实验中却发现了这一奇特现象。
当他对悬浮液加上电压后，发现液体马上变成了固体，当取消电压固体又会很快变成液体，后来他又测出这种物态变化的时间仅有几毫秒，并且固体的强度会随着所加电压的增大而增加，可以用电压的有无和大小来控制物态变化和固态强度，温塞格的发现引起了许多科学家的兴趣，科学家把能产生这种变化的材料命名为电流变液，这种现象命名为温塞格现象。
二、电流变液的应用1、电流变液刹车系统传统的车辆在高速行驶时，一旦遇到紧急情况，司机从踩下刹车到车停下来往往需要几秒时间，而车毁人亡的人间悲剧往往就是在这几秒内发生，这主要是因为传统车辆上的刹车多是采用一种被称为圆环“抱死”系统的装置，他们都是靠压力使车轮停转，但由于压力增大需要一个过程，致使车辆不可能快速停下来。
而用电流变液做成的刹车系统，只需要千分之几秒就可达到使车轮停转的目的。
研究者在车轮的传统装置中充入电流变液，平时由于其粘度较小，对车轮转动无太大影响，当遇到紧急情况时，驾驶员只要象掀喇叭一样，按下一个相应电路控制开关，给电流变液加上一定电压，在几毫秒后，电流变液就要变成固体将使车轮传动装置与车轮固化为一个整体，按此原理还可以用电流变液锁定发动机、变速箱等，另外，还可将这种材料做成汽车防盗装置，使盗车者，即使进入车内，也只能无功而返。
2、电流变液飞机机翼研究者将直升机的水平旋翼叶片迈入压电材料（是一种能将外加力转化为相应电压的材料），并将叶片作成中空式的，在其中充入电流变液，这种充入电流变液的中空叶片，会大大降低机翼产生的噪声和振动。
09 电(磁)流变液
θτ θ
0
τ
图1 几种流体的流变曲线 ①牛顿流体 ② 塑性流体 ③假塑性流体 ④屈服-假塑性流体 ⑤膨胀性流体
1
非时变Байду номын сангаас非牛顿流体主要包括以下3 种： 1)宾汉流体(或称塑性流体)。 它是只当剪切应力大于某一数值时才开 始流动的流体，这时体系并非全部发生 形变，而是产生滑动，中间未发生变化 的部分仍按原来的结构形式一起向前运 动。当应力大于屈服值后，其流动性跟 牛顿流体完全一样。
非牛顿流体的分类及其流变方程
本构方程是描述物质对所受力的力学响 应的方程，也称为流变方程。 描述流体剪切应力和流速梯度之间关系 的方程，称为流体的本构方程，它只决定于 流体本身的性质，是研究流动问题的前提条 件，对流动问题的解具有实质性的影响。 由于影响非牛顿流体性质的因素比较复 杂，通常采用实验方法建立剪切应力与流速 梯度之间的关系曲线，称为流变曲线。
d 0 B (E, , F) dh
τ —液体流动时所产生的剪切应力； τ B—ER液体在电场作用下的屈服应力； E—外加电场场强； μ 0—分散介质的粘度； φ —颗粒体积分数； dv/dh—剪切速率； F—颗粒间相互作用力。
零电场或电场小于某个临界值：牛顿流体；
电场高于临界值： ●施加应力小于τ B：固态特性 颗粒链结构发生形变，此形变具有粘弹性 ●施加应力大于τ B：具有Bingham流体性质 颗粒链结构破裂，体系开始流动
种类：嵌段共聚物和接枝共聚物。
添加剂 ●水、乙醇、乙二醇、二甲基胺和甲酰胺等： 提高颗粒的有效介电常数；
作为颗粒间的连接剂；
促进颗粒的离子极化；
——促进和加强电流变效应。
9.2.2电流变液材料的设计及制备
电流变液性能及制备
电流变液性能及制备韦佳佳, 李酽，刘刚中国民用航空学院理学院，天津 300300liyan01898@摘要：本文介绍了电流变液力学、光学性能，以及电流变效应的四种理论模型，特别对电流变液的制备技术进行了详细的综述与讨论。
指出了电流变液研究亟待解决的问题及研究热点。
关键词：电流变液；制备；性能；机理电流变液是一类均匀的悬浮液体系。
基于其在电场中流变性能会发生显著变化这种优良的机电耦合性能，可作为便于控制、连续可调的阻尼介质，广泛用于民用航空、机械工程、控制工程和机器人等领域。
因其特殊的光学特性，可以用于各种光学器件及光学控制系统。
本文介绍了电流变液的性能、电流变机理，重点对电流变液的制备进行了综述与讨论。
1电流变液的性能与机理1.1 电流变液的性能1.1.1力学性能静屈服应力（τS）是电流变液在流动前所能承受的最大静态剪切应力，它随电场强度增大而急剧增大，且重量比越大，增大得越快。
当电场强度达到某一临界值时趋于饱和。
实验表明[1]，在较低电场强度下，τS∝E2；反之，τS∝E。
添加剂是影响τS的一个重要因素。
在一定范围内使用较高介电常数和较低漏电流的添加剂可以有效提高电流变液的性能[2]。
无添加剂时，电流变液的τS与E呈近似线形关系，而有添加剂时呈非线形关系，可近似用二次多项式进行拟合[1]。
电流变液开始流动后，维持使其继续变形的是一个比静态屈服应力小的力——动态屈服应力（τl），对于同一体积比的电流变液，动屈服应力较静态屈服应力约小25%左右[ 3]。
τl随重量比或电场强度而增大。
目前对于电流变液动态特性的研究只限于低电场强度[4]。
茅海荣等[5]对电流变液准静态挤压过程中的力学行为进行了研究，发现在外加电场作用下，电流变液有一定的压缩应力，而且随电压的升高和压缩量的增大而增强。
电流变液的拉伸可分为三个阶段[6]：第一阶段，拉伸应力随应变的微小变化呈线形急剧增加，应变值小于0.05；第二阶段，拉伸应力增加减缓，拉伸应变增加较快，并很快达到一个最大值，称为电流变液的屈服阶段；第三阶段，拉伸应变继续增加，拉伸应力的增加也缓慢降低到零。
第四章 智能材料 电流变液
●聚合物电解质粒子： 含易极化极性基团。
●聚合物半导体粒子： 含大π键电子共轭结构， 属电子导电型材料 。
●复合材料粒子：由两种或两种以上不同 性质材料组成。
11 ●复合材料粒子
典型结构：核—壳结构 核—导电或半导电材料—导电层
外壳—绝缘材料—绝缘层或控制层；
12 对分散介质的要求:
a.绝缘性良好(高电阻和低电导率)，耐高压，抗 击穿性能好；
●通过电流变液的电流密度：应＜20uA/cm2 (电场强度3kV/mm)；
8 对电流变液的性能要求：
●稳定性：好； 化学性能十分稳定； 悬浮稳定性好：基础液与固体颗粒的比重最好 接近；
●工作温度范围：-30～140℃ 甚至更宽；
●无毒、无污染、无腐蚀性； ●易于大批量生产制造、价格低廉； ●无水型；
(ii)表面改性
对材料进行表面改性
26
改善材料的表面状态 (如表面电荷分布、与基液的润湿性等)
改变材料的介电性质或物化性质
提高ER效应，降低颗粒的沉降性。
表面改性方法：氧化处理、吸附、包覆、接枝等。 优点： 制备简便，材料性质较易控制；
无机－有机复合界面状态更加模糊，材 料性能可持久不变。
27
4.3 影响电流变效应的主要因素
加电场时：通过阀的电流变液的表观粘度可由电场 无级调节，从而实现流量的无级调节。
电极间的流体固化时：阀门即“关上”。
特 点：不需要具有相对运动的零件； 不需要精密的机械加工； 流量和压力可以直接用信号控制
4 电流变效应的特征
a.流体粘度随场强连续地无级变化直至固化，可实 现在液态和固态或在液体属性和固体属性相间快 速和可控的转换；
b.液态和固态的转换是完全可逆的； c.控制信号简单：场强或电压信号，可人控或自控；
表面改性纳米Al2O3电流变液的制备及性能
液． 究表 明 ， 纳 米颗 粒 作 电流 变液 的分 散 相 时 ， 研 将 材料 的抗沉 淀性 能可 以改 善 ＂引． 米 Ａ ， ＇ 纳 １Ｏ 不仅具
有 纳米材 料 的特性 ， 而且具 有 良好 的电绝 缘性 、 化学
性 一直 是人们 研 究 的重 点 － ］利 用 纳 米 材 料 的表 ２ ． 面效 应 、 尺寸效 应等特 性 ， 小 人们 制备 了纳 米 电流 变
反 应釜 中 ，０ ￣ ３０Ｃ温度下 反应 ６ ， ｈ 制得 ６组样 品． 将 上述 ６组 样 品分 别 与 ５ ｍ 甲苯 混合 ， 拌 ０Ｌ 搅 ２， ｈ然后 置于 梨 形 分 液漏 斗 中 ， 置 １ｈ 观察 ６组 静 ２．
维普资讯
第２ ９卷第 ２期
２０ ０ ８年 ２月
通 化 师 范 学 院 学 报
Ｊ ＵＲＮ ＯＮ Ｏ ＡＬ ＯＦ Ｔ ＧＨＵＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩ ＲＳ ＶＥ ⅡＹ
Ｖｏ ． ９ № ２ １２
Ｆｅ ｂ． ２ ０ ０８
表 面 改 性 纳 米 Ａ２ ３ ｌＯ 电流 变 液 的 制 备 及 性 能
加 入 ２６２ 纳 米 Ａ ．３ ｇ １ 粉末 ， Ｏ 搅拌 ２ ， 得 Ｓ Ｂ ｈ制 Ｄ Ｓ占
应性 ， 极快 的 响应 速 度 （ 般 为 毫 秒 级 ） 能可 逆 地 一 ， 实现液 固相转 变 ， 连续 、 调 、 可 能耗 低 等 优 良特性 而 越来越 为人们 所 关 注… ． 目前 已成 功研 制 一 些 电流 变 液装 置 ， 但还 没有进 入商业 化 ， 因之一 是 电流变 原
液稳 定性 差 ， 导致 电流变效应 不稳 定 ． 如何 克服 电流
神奇材料——电流变液
神奇材料——电流变液材料是人类文明进步的重要标志之一，每一次材料的进步都会带来人类生活水平的一次质的飞跃，进入20世纪之后，各种新材料的产生更是日新月异，如常被人提起的超导材料、半导体材料、新陶瓷材料、纳米材料等，本文拟介绍一种不为大家所熟知的神奇材料——电流变液。
一、电流变液材料的发现1947年，有一个叫温塞格的美国学者，讲石膏、石灰和石墨混合后加在橄榄油中，然后又加入水搅拌成一种悬浮液，他想试验一下这种悬浮液能够导电，结果在实验中却发现了这一奇特现象。
当他对悬浮液加上电压后，发现液体马上变成了固体，当取消电压固体又会很快变成液体，后来他又测出这种物态变化的时间仅有几毫秒，并且固体的强度会随着所加电压的增大而增加，可以用电压的有无和大小来控制物态变化和固态强度，温塞格的发现引起了许多科学家的兴趣，科学家把能产生这种变化的材料命名为电流变液，这种现象命名为温塞格现象。
二、电流变液的应用1、电流变液刹车系统传统的车辆在高速行驶时，一旦遇到紧急情况，司机从踩下刹车到车停下来往往需要几秒时间，而车毁人亡的人间悲剧往往就是在这几秒内发生，这主要是因为传统车辆上的刹车多是采用一种被称为圆环“抱死”系统的装置，他们都是靠压力使车轮停转，但由于压力增大需要一个过程，致使车辆不可能快速停下来。
而用电流变液做成的刹车系统，只需要千分之几秒就可达到使车轮停转的目的。
研究者在车轮的传统装置中充入电流变液，平时由于其粘度较小，对车轮转动无太大影响，当遇到紧急情况时，驾驶员只要象掀喇叭一样，按下一个相应电路控制开关，给电流变液加上一定电压，在几毫秒后，电流变液就要变成固体将使车轮传动装置与车轮固化为一个整体，按此原理还可以用电流变液锁定发动机、变速箱等，另外，还可将这种材料做成汽车防盗装置，使盗车者，即使进入车内，也只能无功而返。
2、电流变液飞机机翼研究者将直升机的水平旋翼叶片迈入压电材料（是一种能将外加力转化为相应电压的材料），并将叶片作成中空式的，在其中充入电流变液，这种充入电流变液的中空叶片，会大大降低机翼产生的噪声和振动。
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一种电流变液及其制备方法[发明专利]
![一种电流变液及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2856297e51e79b8969022602.png)
专利名称：一种电流变液及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：陈克正,王宝祥,刘辰洁,尹贻超,于寿山,宋现芬,田晓莉,刘鹏波,梁兵
申请号：CN201310128285.2
申请日：20130412
公开号：CN103224831A
公开日：
20130731
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种电流变液材料及其制备方法，该电流变液的分散相是由花状乙二醇基铁或花状氧化铁纳米粒子与生长于其上的聚苯胺纳米颗粒复合而成的包覆型磁性纳米复合颗粒，连续相为二甲基硅油；其制备工艺是先采用高温回流法制备出花状乙二醇基铁前驱体，该乙二醇基铁前驱体既可以直接原位生长出聚苯胺，制备出花状乙二醇基铁/聚苯胺纳米复合材料；又可以经过煅烧转化为氧化铁，再以此为基底，原位生长出聚苯胺纳米颗粒，制备出月季花状氧化铁/聚苯胺纳米复合材料。
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申请人：青岛科技大学
地址：266061 山东省青岛市松岭路99号
国籍：CN
代理机构：青岛发思特专利商标代理有限公司
代理人：王志义
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电流变液性能及制备韦佳佳, 李酽，刘刚中国民用航空学院理学院，天津 300300liyan01898@摘要：本文介绍了电流变液力学、光学性能，以及电流变效应的四种理论模型，特别对电流变液的制备技术进行了详细的综述与讨论。
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关键词：电流变液；制备；性能；机理电流变液是一类均匀的悬浮液体系。
基于其在电场中流变性能会发生显著变化这种优良的机电耦合性能，可作为便于控制、连续可调的阻尼介质，广泛用于民用航空、机械工程、控制工程和机器人等领域。
因其特殊的光学特性，可以用于各种光学器件及光学控制系统。
本文介绍了电流变液的性能、电流变机理，重点对电流变液的制备进行了综述与讨论。
1电流变液的性能与机理1.1 电流变液的性能1.1.1力学性能静屈服应力（τS）是电流变液在流动前所能承受的最大静态剪切应力，它随电场强度增大而急剧增大，且重量比越大，增大得越快。
当电场强度达到某一临界值时趋于饱和。
实验表明[1]，在较低电场强度下，τS∝E2；反之，τS∝E。
添加剂是影响τS的一个重要因素。
在一定范围内使用较高介电常数和较低漏电流的添加剂可以有效提高电流变液的性能[2]。
无添加剂时，电流变液的τS与E呈近似线形关系，而有添加剂时呈非线形关系，可近似用二次多项式进行拟合[1]。
电流变液开始流动后，维持使其继续变形的是一个比静态屈服应力小的力——动态屈服应力（τl），对于同一体积比的电流变液，动屈服应力较静态屈服应力约小25%左右[ 3]。
τl随重量比或电场强度而增大。
目前对于电流变液动态特性的研究只限于低电场强度[4]。
茅海荣等[5]对电流变液准静态挤压过程中的力学行为进行了研究，发现在外加电场作用下，电流变液有一定的压缩应力，而且随电压的升高和压缩量的增大而增强。
电流变液的拉伸可分为三个阶段[6]：第一阶段，拉伸应力随应变的微小变化呈线形急剧增加，应变值小于0.05；第二阶段，拉伸应力增加减缓，拉伸应变增加较快，并很快达到一个最大值，称为电流变液的屈服阶段；第三阶段，拉伸应变继续增加，拉伸应力的增加也缓慢降低到零。
称为屈服后电流变液的粘连阶段。
各力学特征量之间的关系为[6]：压应力约为相同电场作用下静态屈服应力的10倍，是拉应力的2～3倍，拉应力是相同电场作用下静态屈服应力的3～4倍。
应用上述力学性能可开发出各种工程应用器件。
例如利用电流变液屈服应力特性制造电流变液光栅、艺术印刷中的ER油滴等。
基于电流变液的压缩效应，则可制造减震器件，有研究者将电流变阻尼绞应用于机翼操纵面[7]，并进行了风洞实验，结果证明通过- 1 -控制增加电流变液阻尼绞的阻尼可提高机翼操纵面的颤振临界速度V F达到颤振目的。
1.1.2光学特性未加电场时，电流变液内固体颗粒分布杂乱无章，因此，在光入射时，经颗粒多次吸收和散射，透光率不高。
施加电场后，在电场作用下，自由态固体颗粒沿电场方向首尾相接成链，并与两极板相连接，链与链之间的区域成为光的主要通道，使得透光率上升。
在一定的电场作用下，透光率开始时迅速增加，继而趋于稳定值。
电场强度越大，透光率增加得越快，稳定值也越大；而在一定的场强下，体积比越大，透光率增加得越快。
应用电流变液的这种光学特性可以用来制造可调节光开关、红外光学材料、光栅常数可调节光栅以及光电流计等仪器。
1.2 电流变效应的机理提高电流变液性能是电流变液研究的核心问题，而电流变机理研究对人们理解电流变效应以及提高电流变液性能、改善电流变液体系具有重要的指导作用。
对于电流变机理，普遍认同的事实是由于电场作用，液体的分散颗粒间的相互作用使得液体的宏观性质发生变化。
据此建立起的多种模型是侧重在电场下电流变液中的介电颗粒的相互作用上的。
1.2.1双电层理论（Double Layer Theory）对于固液两相体系组成的电流变液，固体粒子与液体接触时，固体表面的带电现象和体系的热运动对固体粒子表面附近的液体介质中的正负离子产生相反趋势的综合作用，使得过剩的异号离子以扩散形式分散在带电粒子表面的液体介质中，形成双电层。
Klass和Martinek 认为电流变体的响应时间极短,不足以使微粒排列成纤维状结构，提出了双电层理论模型，也称界面极化理论。
该理论认为在无电场作用时,分散相粒子由于电离或离子吸附等原因使其表面带有电荷，这些电荷与周围介质中的异号电荷在静电作用下相互吸引，构成双电层。
在电场作用下，带电粒子向某一电极运动，而其吸附的异号电荷则向相反的方向运动。
双电层发生变形，产生非对称分布，导致非平衡电荷的分布，使电流变液在受到垂直于电场方向的剪切时要消耗更多的能量，从而产生ER效应。
这一理论的主要缺点是没有说明为什么双层的相互作用和交叠导致电流变体流变性质几个数量级的突变。
1.2.2“水桥”理论（Water Bridge Theory）早期的电流变体的分散相中都含有水, 水是引发电流变效应不可缺少的条件，水的含量对于电流变效应有着显著的影响。
Stangroom等人提出了“水桥”理论模型。
在由疏水的基础液和亲水且多孔的颗粒组成的电流变液中，固体颗粒的孔道中含有可移动的离子，并吸附、蓄留有一定量的水。
离子通过水的溶解，变得更易发生运动。
在电场作用下，离子带动水向电极上带相反电荷的方向运动，这样，水聚集在离子端部，并与附近粒子相连，可见水在离子与粒子间的连接中起了"桥"的作用，使固体粒子连接成链，电流变液宏观上呈凝胶态；换言之，“水桥”的表面力作用导致了电流变效应。
撤去电场后，水分子同离子重新进入粒子孔道内，“水桥”消失，悬浮液恢复流动性。
Stangroom用该机理定性地解释了水的含量、固体微粒的多孔性和电子结构等对电流变效应的影响。
但该理论对于后来发展起来的疏水性粒子的电流变体系ER效应的解释则存在一定困难。
1.2.3粒子极化理论（Particle Polarization Theory）这种理论认为产生电流变效应的主要原因是电流中固体颗粒的极化。
主要内容为：在高电压作用下,电流变体中的粒子由于极化发生电荷分离,正电荷向靠近负电极的一端移动,负- 2 -电荷向靠近正电极的一端移动,结果粒子两端富含正、负电荷,相邻粒子由于静电吸引相互连接即形成链状结构,进而粗化形成粒子柱。
根据极化产生的机理不同,极化又包括电子位移极化、离子位移极化、偶极子转向极化、游离极化、界面极化等。
虽然这几种极化在极化速度和强度上有差异，但从宏观上看很难将它们区分开来，所以通常采用综合的方法进行分析。
由于是建立在极化作用之上,静电极化模型首先强调的是粒子与连续相介质之间存在介电不平衡,而水对电流变效应的产生不是必需的。
极化大小除与介电不匹配性有关外,还与场强、粒子间距离等其它参数有关。
1.2.4“纤维”理论（Fibrillation Theory）该理论认为电流变过程是在电场作用下悬浮颗粒沿电场方向排列成链状。
在电场作用下，原本杂乱无章分布于基液的固体颗粒在很短时间内沿电场方向排列有序化，形成链状结构。
此为一动态平衡的状态。
在重量比较小，固体颗粒较少时，能观察到粒子在电场方向上是处于不断运动的[4]。
研究发现，链长随电场强度和悬浮颗粒浓度的增加而增大、随电场变化频率的提高而变短。
一般认为链长随频率提高而变小是由于颗粒无足够时间极化所致。
当电场强度加大或电流变液悬浮颗粒浓度增大时，链会逐渐形成柱状结构，并出现侧链，最终形成一个网状结构，电流变液的抗剪切强度增大。
该理论还认为，流体电流变效应的程度（即流体粘度变化的程度）是由链结构的强度决定的，而后者又决定于悬浮颗粒间的相互作用力（静态时主要表现为颗粒间的极化力）的大小。
但是运用此理论得出的电流变效应的大小远远小于实验值，不能很好地解释电流变现象。
2.电流变液的制备电流变液一般为两相悬浮液体,由分散相粒子和连续相介质组成。
根据分散相是否含有水又可将其分为含水型和非水型。
在电流变液的制备过程中，电流变液的分散相粒子的制备技术是决定电流变液性能的主要因素，因此，对于不同体系的电流变液的分散相粒子就有着不同的制备方法。
2.1含水型电流变液对于含水型电流变液体系中的分散相粒子的制备方法一般采用插层复合法。
以TiO2插层蒙脱土为粒子电流变液制备工艺为[8]：在较低温度下，将蒙脱土在二次去离子水中充分溶胀，然后逐滴加入TiO2溶胶，升高温度至60℃，反应约4h。
钛离子与蒙脱土硅酸盐层之间的中和层间负电荷的阳离子进行交换，TiO2像柱子一样嵌在蒙脱土结构层间，连接并撑开两邻近硅酸盐层，即为TiO2插层蒙脱土的无机/蒙脱土复合颗粒。
路军等利用乳液共混插层法制备聚苯胺/蒙脱土(PANI-MMT)纳米复合粒子[9]，将产物与甲基硅油（化学纯，εf=2.60~2.80，σ=1╳10～1╳10S/m，ρ=0.9～1.0g/cm3，η≈500mPa・s（25℃））按照30%的质量比混合，配制成电流变液，其ER效应较纯聚苯胺、蒙脱土及机械共混的聚苯胺/蒙脱土ERF有较大提高，具有较好温度稳定性和优异的抗沉淀性。
聚苯胺插入蒙脱土层间后，介电损耗有一定提高。
随着温度升高，其漏电密度增大，导致材料在60℃以上ER效应减弱。
以二甲基亚砜为前驱体，先使其插入高岭土层间形成高岭土/二甲基亚砜复合物并充分溶胀，之后进行加热并滴加CMS，反应约8h，将产物抽滤、洗涤、干燥后得淡灰色颗粒——高岭土/羧甲基淀粉剥离型纳米复合粒子[10]。
将制得的复合颗粒放入玛瑙研钵中，研磨3h，研成细小均匀的颗粒，硅油在100℃下干燥1h后，按体积比31%混合均匀，即可得高岭土/羧甲基淀粉纳米复合物为分散相颗粒的电流变液。
- 3 -2.2非水型电流变液含水型电流变液体系由于水分的存在，使得电流变液的工作温度范围较窄(只能在0℃~100℃之间)，且电流变液设备易遭腐蚀，电流变效应的稳定性差等。
因此，非水型电流变液体系的研究日益受到重视[11]。
非水型电流变液体系的工作温度范围较宽，克服了含水型电流变液体系工作温度窄的缺点，而且在体系中电流变效应的稳定性好，因而具有较远的发展前景。
非水型电流变体系中分散相粒子的制备主要有以下几种方法。
2.2.1 一般液相法非水型电流变体系中分散相粒子材料主要有硅酸铝盐粒子材料，半导体粒子材料，复合粒子材料等。
其中，复合粒子材料是近来研究的热点。
研究者通过不同方法设计出了不同结构的复合粒子，如核/壳复合型粒子，无机分子－小分子有机物复合粒子等。
以BaTiO x －小分子有机物复合电流变液的制备[8]为例，醋酸钡、钛酸正丁酯、十二胺、乙醇在40~60℃进行液相反应得到BaTiO x，所得BaTiO x再与二甲基亚砜、甲酰胺、乙二醇、正戊醇等小分子有机物进行液相反应，最终得到BaTiO x与各小分子有机物的复合颗粒，在干燥4h～8h 后，与15℃/2h处理的二甲基硅油（εf=2.60~2.80，ρ=0.9～1.0g/cm3，η≈500mPa・℃s （25℃））快速配制成颗粒/硅油重量比为37%的电流变液（未加入任何添加剂），并研磨1～2h得到电流变液。