磁流变弹性体的厚度对其力学性能的影响
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结果 的处 理 与分 析 ， 得 到 了磁 流 变 弹性 体 材料 厚 度 与
力 学性能 之 间的 变化 关 系， 为 磁 流 变 弹 性 体 装 置 的 优
化 设计 提供 依 据 。
缩模 式下 的磁 流变 弹性 体 的磁致 可控性 要好 于 剪切 模
式 引。
关键词 ： 磁流 变弹 性体 ； 剪切 储 能模 量 ； 磁 流 变 效应 ；
颗粒 制备 了不 同的磁 流变 弹性 体 样 品 ， 并 研究 了 颗 粒 形 状对 材 料性 能 的影 响 ， 结果 显 示 使 用 不 规则 的 磁 性 颗粒 在无 场条 件下 制备 的材 料其 绝对 磁 流变 效应 较 为 明显 ＿ ４ ］ 。姚 静静 通 过非离 子 表面 活性 剂对 铁 磁性 颗 粒
损 耗 因 子
本文 利用 硅橡 胶基体 制备 厚度 不 同 的磁 流 变 弹性
文 献标 识码 ： Ａ
中图分 类 号 ： Ｏ６ ３ １
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ １ ５
２ 磁 流 变 弹性 体 试 样 的 制 备
使 用 双 组 分室 温 硫 化硅 橡 胶 （ 型号 ： Ｓ Ｃ 一 ２ １ １ ０ ， 北
京三辰化 工有 限公 司） 作 为基 体 ， 羰 基 铁粉 （ 牌号：
Ｃ Ｎ， Ｂ ＡＳ Ｆ公 司） 作 为填充颗 粒， 二 甲基硅油 （ 粘度 ： ５ ０ ０ ｃ ｐ ， 天 津市恒 兴 化 学试 剂 制 造 有 限公 司 ） 为增 塑 剂 制备 磁 流变 弹性体 试样 。李 剑锋 已经证 明了有 场 条件 下 制备 的磁 流变 弹性体 具有 更高 的剪切 储 能模 量绝 对 与相对 变化 量 （ 磁 流变 效应 ） ［ ９ ］ 。因此本 文 采用 在 有场 条 件下 制备 磁流 变 弹 性 体 ， 制备 磁 场 的大 小 通 过调 节 两块 Ｎｄ Ｆ ｅ Ｂ永 磁体 的间距 实 现 ， 装 置 的原 理如 图 １所
浮 洁 等 ： 磁 流 变 弹性 体 的 厚 度 对 其 力 学 性 能 的影 响
文 章编 号 ： １ ０ wk.baidu.com １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — １ ２ ７ ７ — ０ ４
磁 流 变 弹 性体 的厚 度 对 其 力 学性 能 的影 响
浮 洁 ， 居 本 祥 ， 余 淼 ， 郑 星 ， 杨 其 。
（ １ ． 重 庆大学 光 电工 程学 院传 感 和仪器 技术 研究 中心 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ； ２ ． 四川 大学 高分子 材料 工程 国家 重点 实验 室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要 ： 磁 流 变 弹性 体在 变 刚度 变 阻尼 的 隔振 或 吸 振 系统 中具有 广 阔 的应 用前 景 ， 材 料 厚 度 是 影 响 结 构 优 化和 减振 效 果的 重要 因素 。为 了研 究材 料厚 度 对磁 流 变弹性 体 力学性 能 影响 ， 制备 了 同一 组 分 不 同厚 度
在试 样 的制备 过 程 中 ， 首 先 将 羰 基铁 粉 与增 塑 剂
充 分搅 拌均 匀 ， 再 加 入 到 流 体状 的双 组 分 室 温硫 化 硅 橡胶（ ＡＢ组 分按 质量 比 １ ０： １混合 ） 中， 将 混合 物均 匀 搅 拌后放 入 真空 干 燥 箱 中， 在 真 空状 态 下 滤 除混 合 物
制备 不 同厚度 的 磁 流 变 弹性 体 样 品 ， 在剪 切 及 压 缩 模 式下 对磁 流变 弹 性 体 的力 学 性 能 进行 测 试 ， 表 明模 量 的变化 主要依 赖 于 羰 基铁 粉 含 量 和 磁场 强 度 ， 并 且 压
的 ４种 试样 ， 采 用流 变仪 对磁 流 变弹性 体在 不 同磁 场 、 应 变、 频率 下 的动 态力 学性 能进 行 表 征 。通过 对 测 试
磁流变 弹性体 （ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｒ ｈ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ １ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｏ ｍｅ ｒ ， ＭＲ Ｅ） 是磁 流变 家族 中 的新 成 员 ， 与 磁 流 变 液 一 样 同 样 具有 在 磁场 作用 下流 变特 性可 以发 生 连续 、 迅速 、 可 逆 的变化 ［ １ ］ 。但 其 克服 了磁 流变液 团 聚 和沉 降稳 定 性 差， 以及需 要在 密封 状态 下工 作 的缺 点口 ］ ， 因此受 到 了 相关研 究人 员 的青 睐 。
示 。
为 了研 制 出适 合于工 程应 用 的高性 能 磁 流变 弹 性 体， 多 种对 磁流 变 弹 性 体性 能产 生 影 响 的因 素 得 到 了
相应 的研 究 。Ｄ ｅ ｍｃ ｈ ｕ ｋ研 究 了 颗 粒 粒 径 对 磁 流 变 弹
性体性 能 的影 响 ， 发 现 含 有 颗粒 越 大 的磁 流 变 弹 性 体 磁流变 效应 越 高 ］ 。Ｓ ｔ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ ｇ等采用 不 同形 状 的磁 性
此， 针 对 于不 同 的 因素 对磁 流 变 弹 性 体性 能 的影 响 是 国内外磁 流变 弹性 体 材 料领 域 研 究 的热 点 。另 外 ， 在 磁 流变 弹性体 隔 振 与 吸振 器 件 的 设计 中 ， 磁 流变 弹 性 体 的厚度 直接 影 响 器件 的结 构 优 化 ， 因而需 对 磁 流 变 弹性 体厚 度 的 影 响 进 行 研 究 。Ｆ ａ ｒ ａ ｍａ ｒ ｚ使 用 硅 橡 胶
体试 样 ， 通 过 磁 流变 材 料 测试 仪 （ 流变 仪 ） 对 磁 流变 弹 性 体性 能进行 表 征 ， 并 分 析 了试 样 厚 度 的 不 同对 磁 流 变 弹性体 性 能 的影 响 ， 为 磁 流变 弹性 体 在磁 功 能性 器 件应 用优 化设 计 中提供 参考 。
１ 引 言
力 学性能 之 间的 变化 关 系， 为 磁 流 变 弹 性 体 装 置 的 优
化 设计 提供 依 据 。
缩模 式下 的磁 流变 弹性 体 的磁致 可控性 要好 于 剪切 模
式 引。
关键词 ： 磁流 变弹 性体 ； 剪切 储 能模 量 ； 磁 流 变 效应 ；
颗粒 制备 了不 同的磁 流变 弹性 体 样 品 ， 并 研究 了 颗 粒 形 状对 材 料性 能 的影 响 ， 结果 显 示 使 用 不 规则 的 磁 性 颗粒 在无 场条 件下 制备 的材 料其 绝对 磁 流变 效应 较 为 明显 ＿ ４ ］ 。姚 静静 通 过非离 子 表面 活性 剂对 铁 磁性 颗 粒
损 耗 因 子
本文 利用 硅橡 胶基体 制备 厚度 不 同 的磁 流 变 弹性
文 献标 识码 ： Ａ
中图分 类 号 ： Ｏ６ ３ １
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ １ ５
２ 磁 流 变 弹性 体 试 样 的 制 备
使 用 双 组 分室 温 硫 化硅 橡 胶 （ 型号 ： Ｓ Ｃ 一 ２ １ １ ０ ， 北
京三辰化 工有 限公 司） 作 为基 体 ， 羰 基 铁粉 （ 牌号：
Ｃ Ｎ， Ｂ ＡＳ Ｆ公 司） 作 为填充颗 粒， 二 甲基硅油 （ 粘度 ： ５ ０ ０ ｃ ｐ ， 天 津市恒 兴 化 学试 剂 制 造 有 限公 司 ） 为增 塑 剂 制备 磁 流变 弹性体 试样 。李 剑锋 已经证 明了有 场 条件 下 制备 的磁 流变 弹性体 具有 更高 的剪切 储 能模 量绝 对 与相对 变化 量 （ 磁 流变 效应 ） ［ ９ ］ 。因此本 文 采用 在 有场 条 件下 制备 磁流 变 弹 性 体 ， 制备 磁 场 的大 小 通 过调 节 两块 Ｎｄ Ｆ ｅ Ｂ永 磁体 的间距 实 现 ， 装 置 的原 理如 图 １所
浮 洁 等 ： 磁 流 变 弹性 体 的 厚 度 对 其 力 学 性 能 的影 响
文 章编 号 ： １ ０ wk.baidu.com １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — １ ２ ７ ７ — ０ ４
磁 流 变 弹 性体 的厚 度 对 其 力 学性 能 的影 响
浮 洁 ， 居 本 祥 ， 余 淼 ， 郑 星 ， 杨 其 。
（ １ ． 重 庆大学 光 电工 程学 院传 感 和仪器 技术 研究 中心 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ ４ ； ２ ． 四川 大学 高分子 材料 工程 国家 重点 实验 室 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要 ： 磁 流 变 弹性 体在 变 刚度 变 阻尼 的 隔振 或 吸 振 系统 中具有 广 阔 的应 用前 景 ， 材 料 厚 度 是 影 响 结 构 优 化和 减振 效 果的 重要 因素 。为 了研 究材 料厚 度 对磁 流 变弹性 体 力学性 能 影响 ， 制备 了 同一 组 分 不 同厚 度
在试 样 的制备 过 程 中 ， 首 先 将 羰 基铁 粉 与增 塑 剂
充 分搅 拌均 匀 ， 再 加 入 到 流 体状 的双 组 分 室 温硫 化 硅 橡胶（ ＡＢ组 分按 质量 比 １ ０： １混合 ） 中， 将 混合 物均 匀 搅 拌后放 入 真空 干 燥 箱 中， 在 真 空状 态 下 滤 除混 合 物
制备 不 同厚度 的 磁 流 变 弹性 体 样 品 ， 在剪 切 及 压 缩 模 式下 对磁 流变 弹 性 体 的力 学 性 能 进行 测 试 ， 表 明模 量 的变化 主要依 赖 于 羰 基铁 粉 含 量 和 磁场 强 度 ， 并 且 压
的 ４种 试样 ， 采 用流 变仪 对磁 流 变弹性 体在 不 同磁 场 、 应 变、 频率 下 的动 态力 学性 能进 行 表 征 。通过 对 测 试
磁流变 弹性体 （ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｒ ｈ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ １ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｏ ｍｅ ｒ ， ＭＲ Ｅ） 是磁 流变 家族 中 的新 成 员 ， 与 磁 流 变 液 一 样 同 样 具有 在 磁场 作用 下流 变特 性可 以发 生 连续 、 迅速 、 可 逆 的变化 ［ １ ］ 。但 其 克服 了磁 流变液 团 聚 和沉 降稳 定 性 差， 以及需 要在 密封 状态 下工 作 的缺 点口 ］ ， 因此受 到 了 相关研 究人 员 的青 睐 。
示 。
为 了研 制 出适 合于工 程应 用 的高性 能 磁 流变 弹 性 体， 多 种对 磁流 变 弹 性 体性 能产 生 影 响 的因 素 得 到 了
相应 的研 究 。Ｄ ｅ ｍｃ ｈ ｕ ｋ研 究 了 颗 粒 粒 径 对 磁 流 变 弹
性体性 能 的影 响 ， 发 现 含 有 颗粒 越 大 的磁 流 变 弹 性 体 磁流变 效应 越 高 ］ 。Ｓ ｔ ｅ ｎ ｂ ｅ ｒ ｇ等采用 不 同形 状 的磁 性
此， 针 对 于不 同 的 因素 对磁 流 变 弹 性 体性 能 的影 响 是 国内外磁 流变 弹性 体 材 料领 域 研 究 的热 点 。另 外 ， 在 磁 流变 弹性体 隔 振 与 吸振 器 件 的 设计 中 ， 磁 流变 弹 性 体 的厚度 直接 影 响 器件 的结 构 优 化 ， 因而需 对 磁 流 变 弹性 体厚 度 的 影 响 进 行 研 究 。Ｆ ａ ｒ ａ ｍａ ｒ ｚ使 用 硅 橡 胶
体试 样 ， 通 过 磁 流变 材 料 测试 仪 （ 流变 仪 ） 对 磁 流变 弹 性 体性 能进行 表 征 ， 并 分 析 了试 样 厚 度 的 不 同对 磁 流 变 弹性体 性 能 的影 响 ， 为 磁 流变 弹性 体 在磁 功 能性 器 件应 用优 化设 计 中提供 参考 。
１ 引 言