电流变液制动的演示实验

叙述了SiO2／P微囊复合颗粒的制备方法,介绍了演示电流变产应的实验装置及演示过程。     

电流变液中的电导率问题

直汉电场中电导率的微小变化会影响电流变效应是一个显见的事实，但长期以来，在电流变机理的研究中却被忽略。文章介绍近年来电流变液中的电导率问题研究的若干重要进展，包括经典点偶极子模型在直流电场中的改进、负电流变效应和电流变液的电导模型。     

巨电流变效应及其机理

文章介绍了一种全新的电流变材料，即一种具有巨电流变(giant electro-rheological，简称GER)效应的纳米颗粒电流变液．之所以称之为“巨”，是因为此类材料的电流变效应远远突破了通常理论所预测到的“上限”，其剪切强度超过100kPa．同时文章作者还发现，此类电流变效应与外加电场呈线性变化关系，而非通常的二次方关系．用所提出的“表面极化饱和”模型圆满地解释了GER效应的实验结果．     

电场方向对电流变液剪切应力的影响

采用分子动力学模拟的方法,研究了电场方向对电流变液剪切应力的影响结果表明由于流体中自发倾斜链的形成,剪切应力对电场方向有明显的依赖关系,并且在某些特定方向应力会显著增强一种关于电流变液理想结构的理论模型计算证实了该结果,这样人们可通过选择电场的最优方向来增强电流变效应,而不需要额外的能量消耗,从而为电流变液走向实用提供了一条可能的途径 关键词：     

电流变效应的研究及应用前景

本文介绍了电流变效应这种物理现象的原理及其工程应用．     

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。     

电流变效应及其应用前景

 在英国设菲尔德市举行的第五届国际电流变液研讨会上,美国Ｌｕｂｒｉｚｏｌ公司的代表播放了一段录像,录像显示：在美国福特汽车公司的试验场上,装备普通减振器的轿车开进一个大坑时,车体下沉和上抬很厉害．而装备有被人们誉为“灵巧液体”的减振器的轿车,经过同一大坑时,车体下沉和上抬大大减少,车身只是稍稍起伏,车子就开过去了．试验还表明：在试验场的正弦型特制的道路上,普通轿车的速度超过５６Ｋｍ／ｈ时,车子颠簸不已,无法继续行驶．而装备有”灵巧液体”的减振器的轿车却行驶平稳,可以开到９６Ｋｍ／ｈ．据说,到Ｌｕｂｒｉｚｏｌ公司去的人可以坐一坐这种车子,亲身体验一下．     

电流变效应的研究及应用前景

本文介绍了电流变效应这种物理现象的原理及其工程应用。     

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10 kPa。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。     

电流变液中悬浮粒子的布朗运动与其聚集之间关系

在外电场作用下,电流变液中粒子链的聚集与其布朗运动密切相关。为了具体分析这种关系,采用不分离但有相互运动的双球构成的系统去简化粒子链。通过分析双球系统布朗运动特性,得到其无规运动轨迹维数小于2,大量这样的系统在平面中就不可能均匀分布。这说明由于存在布朗运动,在外电场中电流变液中粒子链必然相互聚集,即形成高密度区与低密度区。 关键词：     

电流变液成链过程的一种序参量描述

A simple long-range-order parameterPis defined for describing the process of formation of chains in the electric field direction. The free energy of the system is taken to be the sum of the internal energy, the electrostatic interaction and configuration entropy as a function o P. Calculated results indicate that the critical parameter is a function of electric field, temperature, misfit dielectric coefficients and concentration of particles.     

电流变液中悬浮粒子形状与其固态结构之间的关系

采用近邻相互作用近似方法 ,计算了电流变液中悬浮粒子的形状对电流变液呈固态时基本结构的影响 .结果表明 :基本结构将随着悬浮粒子形状的变化而变化 ,特别是在扁椭球情况下 ,固态结构的相互作用能出现几个数量级的变化     

电流变液中悬浮颗粒的体积与形状的变化

基于偶极近似 ,运用电极化方法 ,定量研究了电流变液中悬浮颗粒在外电场作用下其体积和形状的变化 ,并计算了其体积和形状的相对变化率 .研究结果表明 :悬浮颗粒的体积和形状的相对变化率均与电场强度的平方成正比 ,并与ER本身的性质有关 .一般情况下 ,颗粒的体积和形状的相对变化率分别为 8.4 %和 12 .5 % ,对总体积变化率的贡献为 1.6 8% .这种变化对于ER系统的电涨和电热都作出了贡献 ,仅当将颗粒当作刚性球时 ,其自由能才与电场强度的平方成正比 .     

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。     

一种稳定性得到改善的电流变液

用ＳｉＯ２／Ｐ（ＭＭＡ－ＭＡＡ）微囊复合颗粒与甲基硅油混合并加入适量的添加剂所制成的流体具有电流变效应; 其稳定性相对于由微米ＳｉＯ２、纳米ＳｉＯ２ 制成的电流变液有较大的改善．     

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。     

电流变离合器内屈服面瞬态特性研究

研究同心圆筒型电流变离合器内流动屈服面的瞬态响应规律。结果表明：在突加电场情况下,电流变液屈服应力公式中的参数β对流动屈服面的动态特性规律有重要影响。初始时刻,屈服面在筒壁生成,在向间隙内移动的过程中;若β>2.0,屈服面总是先产生于内筒外壁,若β<2.0,屈服面总是先产生于外筒内壁。     

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     

考虑多颗粒近程相互作用的电流变液泊肃叶流动行为

考虑多颗粒近程相互作用,利用等效平板电导模型,由分子动力学方法模拟了电流变液泊肃叶流动行为.研究结果表明在外电场作用下,流动流体形成柱塞区的时间比由偶极子模型所得结果大为缩短,呼吸式跃迁峰值也有很大提高.依据颗粒在接触区的相互作用解释了跃迁区的形成.模拟出三维颗粒运动速度剖面和颗粒结构状态演化过程 关键词： 电流变液 多相互作用 泊肃叶流动     

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。