固液双相电流变系统流动过程的相转变特性

考虑电流变液多粒子近程相互作用，利用等效平板电导模型，研究了电流变液流动过程相转变点的特性，并设计实验观察了电流变液中的这种相转变现象.研究结果表明，电流变液在一定压力梯度作用下发生流动，此时为双相流；当外加电场达到某一值时，电流变液中颗粒不流动，由固液双相流转变为液体单相流动，发生场控相转变，理论模拟结果与实验观察结果基本相符.阈值电场随外加压力梯度的增加而加大，随颗粒浓度的增加而减小. 关键词： 电流变液 颗粒流 相转变     

不同介电常数悬浮颗粒的电流变液固态结构

讨论了两种不同介电常数的固体颗粒不同配比时,对电流变液固态结构的影响。计算结果表明,颗粒的介电常数及配比变化时电流变液的固态结构没有变化,只影响其能量大小;而且发现在低介电常数颗粒的电流变液中加入少许高介电常数颗粒会引起体系能量的显著下降,从而增加了电流变液的稳定性和剪切应力。     

电流变液中的双折射现象观察

本文研究了电流变液(ER流体)可调节的双折射现象,激光束垂直于电场方向,利用He-Ne激光器对SiO₂、季戊四醇和硅油组成的ER流体进行测量.发现当一对偏振片互相正交,不加电场时,没有光线射出;当施加电场时,就有光线射出,透射光强度随电场增大.对于相同材料的ER流体,低浓度的ER流体双折射现象更加明显,电流变液双折射现象起因于颗粒在电场作用下排列成链状或柱状结构.     

微晶纤维素电流变液在挤压流中的粘弹性

测量了微晶纤维素/蓖麻油悬浮体构成的电流变液在挤压流中的动态粘弹性.给出了平行于电 场方向的储能模量G′和损耗模量G″对电场和应变幅度的依赖关系.实验显示,当电场超过 临界电场后,随着应变幅度增加, 电流变液的粘弹性从线性变到非线性,电流变液出现了应 变导致的“类固体”和流体之间的转变过程. 还研究了应变幅度和振荡频率对电流变液粘弹性非线性的影响. 关键词： 电流变液 挤压流 粘弹性     

电流变液的微波透射调控行为

依据外电场作用下电流变液结构由各向同性转变为各向异性及介电性能改变的实验事实,建立了微波穿透电流变液样品的理论模型,导出了微波透射率的基本表达形式.理论模拟显示:当电流变液的介电常量小于所处环境的介电常量时,透射率随电场的增加而增加;反之则减小.实验研究表明:电流变液的微波衰减(透射率)的变化可以通过电场来调控.分析认为在外加电场作用下,电流变液结构转变和介电性能的变化是导致微波透射率可调控的主要原因.     

电流变液的微波透射调控行为

依据外电场作用下电流变液结构由各向同性转变为各向异性及介电性能改变的实验事实,建立了微波穿透电流变液样品的理论模型,导出了微波透射率的基本表达形式.理论模拟显示:当电流变液的介电常量小于所处环境的介电常量时,透射率随电场的增加而增加;反之则减小.实验研究表明:电流变液的微波衰减(透射率)的变化可以通过电场来调控.分析认为在外加电场作用下,电流变液结构转变和介电性能的变化是导致微波透射率可调控的主要原因.     

颗粒质量导致的电流变液结构演化特征

考虑电流变液颗粒质量的影响及多粒子近程相互作用,利用等效平板电导模型,由分子动力学方法模拟了泊肃叶流动状态下电流变液结构的演化过程特征;设计制作了实验装置,观测了泊肃叶流动行为,并与模拟结果进行比较.研究表明:在外电场作用下,计及颗粒质量效应后,电流变液结构演化中跃迁区速度变化的峰值减小,进入柱塞区状态的时间延长,柱塞区的宽度加大,且颗粒质量越大,效应越显著.实验观测的泊肃叶流动行为与模拟结果基本相符,且观察到极板壁上的颗粒静止不动,证明了“极板壁上颗粒静止不动”这一假设的正确性 关键词： 电流变液 泊肃叶流动 等效平板电导模型 结构演化     

极性分子型电流变液

电流变液在电场作用下软硬连续可调的奇特性质具有广泛和重要的应用价值。传统电流变液是基于颗粒极化产生的相互作用,根据介电理论预测,其剪切屈服强度的上限约为10kPa。电流变液被发明50年来,阻碍其应用的主要原因是剪切强度低。近年来发明的"极性分子型电流变液"是一类新型电流变液,其屈服强度比传统电流变液大一个数量级以上,且与电场强度呈线性关系,这一点和传统电流变液中的平方关系也明显不同。文章作者提出了极性分子在颗粒间强局域电场中的取向并与极化电荷作用的模型,成功地解释了观察到的实验现象。根据这一原理,有可能制备出屈服强度高达MPa的电流变液。     

用光学方法研究玻璃微珠电流变液颗粒间的相互作用

运用一套适合研究颗粒间相互作用的双光镊系统,通过对粒聚集时间的测量,得出颗粒聚集时间和电场的平方成反比。这是第一次用电流变液颗粒在动态情况下直接验证电偶极子对间的相互作用。发展了一套使用高速CCD摄像机进行扩散波谱（DWS）测量的方法,首次实时测量具有颗粒结构的非各态历经体系的自相关函数,以研究电流变液机理,得到了玻璃微珠电流变液的结构响应时间和力和响应时间;测量了不同电场下体系相关函数的特征衰减时间随时间的变化。在不同电场下测量扩散系数可以反映出相互作用力与电场的平方成正比。     

电流变液系统流动的渐近估计

根据电流变液中球形颗粒的运动模型，研究了颗粒质量很小时，电流变液中颗粒运动的渐近状态，利用微分不等式理论，给出了相应运动的渐近估计. 关键词： 电流变液 微分不等式理论 渐近估计     

基于电流变液结构的光栅衍射实验研究

电流变液作为一种智能材料,在外加电场作用下其物理性质会发生改变,并从液态转变为类固态。电流变液颗粒在均匀电场下形成偶极矩并导致链状结构的产生,在宏观上聚合成不透光的柱状条纹。在特定条件下,不透光的链状结构形成周期性排列,类似光栅的结构。我们设计了相应的实验,研究了基于电流变液结构在匀强电场下的光栅衍射现象。研究结果表明,电流变液浓度作为主要因素,影响条纹结构清晰程度、光栅常数、狭缝宽度、衍射主极强间距并决定了衍射图样是否明显。     

电流变液的研究进展及应用前景

电场致流变液体（电流变液）是一些高介电小颗粒和低介电油液的混合体，它在高电场作用下呈现液体与固体间的变换，变换时间为几毫秒，而且变换可逆。阐明了电流变液的原理，综述了电流变液在机制、材料及应用等方面的研究现状，并介绍了电流变液在技术和工业上广泛的应用前景。     

电流变液透光性的可调节特征

利用Ｈｅ－Ｎｅ激光测量ＳｉＯ２和硅油组成的电流变液的透光性，平行于激光束施加电场时，适当浓度的电流变液显示出透光性随电场可调节的特征。垂直于激光束施加电场时，透射光强度迅速下降随后缓慢恢复，但对于高浓度（２％）试样没有观察到透射光强度最初的快速下降阶段。     

电流变液在平行平板剪切下的动态响应

建立了用于测试电流变液在两平行平板间剪切时对外加高压阶跃电场的剪切应力响应的实验测试系统。此系统对剪切应力变化的时间分辨率可以达到10μs量级。利用此系统对基于沸石和硅油的电流变液的极化和退极化过程,电流变液在不同外加电场强度和不同剪切速率条件下的剪切应力上升和撤去电场时剪切应力的下降过程进行了研究。研究发现电流变液的剪切速率越高,其响应时间越短,随着外加电场的升高,响应时间略有增加。此实验结果与其他现有相关研究结果比较吻合。     

电流变液研究获重大突破——发现巨电流变效应

一般液体在温度降低到凝固点时发生液 -固转变 .而电流变液则是在电场作用下可从液体转变成固体的物质 ,其剪切强度随电场的增加而变大 ,这种变化快速、可逆 .它是独一无二的软硬程度可调节的智能材料 ,有重要应用价值 .最近温维佳博士等研究成功具有巨电流变效应的材料 ,是电流变液研究的重大突破 .封面示意此种电流变液在不同电场强度时 ,剪切强度值所相应的物质 ,分别相当于硅油、豆腐、硬泡沫、硬橡胶和塑料 .封面右下角图中为巨电流变流体 .详细报道见本期第 777— 779页 .电流变液研究获重大突破——发现巨电流变效应$中国科学院物理…     

电流变液微波反射可调控性

研究了纳米二氧化钛包覆高岭土和钇掺杂钛酸钡两种电流变液的微波反射行为.实验发现，在垂直于微波传播方向电场作用下，两种电流变液微波反射系数均随电场强度的增大而增大；钇掺杂钛酸钡电流变液微波反射系数变化幅度比二氧化钛包覆高岭土电流变液宽，并且电场调节的能力随浓度的增加有减弱的趋势.对钇掺杂钛酸钡电流变液存在一个临界浓度，低于这个浓度，电场的调控能力随电场强度的增加而增大，高于这个浓度，电场的调控能力随电场的增加先增大后减小.另外，二氧化钛包覆高岭土电流变液反射回波相位随电场强度的增大出现最大值后逐渐减小趋于平 关键词： 电流变液 微波反射 相位     

电流变液态光栅实验研究

利用电流变液在电场作用下可以形成周期性链状结构的性质，在实验上制作了电流变液态光栅。搭建了产生均匀、细小激光光束的光路装置，调制了均匀、浓度适当的电流变液，并以此为材料在电场作用下形成了电流变液态光栅。利用电流变液态光栅，观察到了标准的光栅衍射现象。测量了电流变液态光栅的光栅常数、衍射条纹间距等实验数据，分析处理，总结了数据。为了验证流体光栅的物理性质，进一步做了液态光栅和传统固态光栅的对比实验，发现两者的对比度十分良好。     

TiO2包覆石墨颗粒/硅油电流变液的研究

理论计算表明,介质包覆导体颗粒用作电流变液的分散相,可以获得高剪切应力的电流变液.采用溶胶-凝胶技术在尺度为5—10μm的石墨颗粒表面成功地包覆了TiO₂,获得了金红石相TiO₂包覆石墨的复合颗粒.配制成复合颗粒/硅油电流变液,其剪切应力与纯TiO₂/硅油电流变液相比,可提高一个数量级.当电场强度为1.7kV/mm时,复合颗粒/硅油电流变液的剪切应力可达1.25kPa,电流密度小于10μA/cm². 关键词： 电流变液 包覆 2')" href="#">TiO₂ 石墨     

导电球简立方格子有效介电常数的计算

基于MaxwellWagner模型,推导出有效介电常数关于颗粒体积比的一系列正幂项解析表达式,计算导电球颗粒悬浮于介质或导电液体中构成的简立方格子结构的有效介电常数.数值计算结果表明:在高频条件下(0.1～1.0kHz),有效介电常数主要由导电球颗粒与液体的介电常数比决定,而在低频或直流条件下,导电球颗粒与液体电导率比则起主要作用;有效介电常数的虚数部分有时会很大,即电流变液中的电致损耗有时会相当强,在设计高性能的电流变液时,体系的电导率效应不能忽略.     

微晶纤维素电流变液压在挤压流的粘弹性

测量了微晶纤维素／蓖麻油悬浮体构成的电流液在挤压流中的动态粘弹性,给出了平行于电场方向的储能模量Ｇ’和损耗模量Ｇ”对电场和就变幅度的依赖关系,实验显示,当电场超过临界电场后,随着应就幅度增加,电流变液的粘生从线性变到非线性,电流变液出现的应变导致的“类固全”和流体之间的转变过程,还研究了应变幅度和振荡频率对电流变液粘生非线性的影响。