聚合物基電變體課件

聚合物基電流變體聚合物基電流變體1通常情況下，我們看到的液體變成固體或固體變成液體，只與溫度和壓力有關(guān)。然而，大家能想像出還有什么也有這樣的作用嗎？電流通常情況下，我們看到的液體變成固體或固2

1947年，一個(gè)叫溫斯洛的美國(guó)人發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。他把石膏、石灰和炭粉加在橄欖油中，然后加水?dāng)嚦梢环N懸浮液，想看看這種懸浮液能不能導(dǎo)電。在試驗(yàn)中，他意外地發(fā)現(xiàn)，這種懸浮液沒有加上電場(chǎng)時(shí)，可以像水或油一樣自由地流動(dòng)；可是一加上電場(chǎng)，就能立即由自由流動(dòng)的液體變成固體，而且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，固體的強(qiáng)度也在增加。當(dāng)撤消電場(chǎng)時(shí)，它又能立即由固體變回液體。由于這種懸浮液可以用電場(chǎng)來(lái)控制，因此科學(xué)家們就把它叫做“電流變體”，并把這種現(xiàn)象稱為“溫斯洛現(xiàn)象”。溫斯洛還為此申請(qǐng)了專利。1947年，一個(gè)叫溫斯洛的美國(guó)人發(fā)現(xiàn)了3主要內(nèi)容1、電流變體的相關(guān)介紹2、電流變體所具有的特征3、聚合物電流變體的影響因素4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景主要內(nèi)容1、電流變體的相關(guān)介紹41、電流變體的相關(guān)介紹

1.1電流變體概念電流變體(Electrorheologicalfluid,簡(jiǎn)稱ERF)是由微米尺寸的顆粒分散于介電的載液中所形成的懸浮體，當(dāng)受到外加電場(chǎng)的作用時(shí)，它的流變性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著的變化。其屬性可以在介于液體與固體之間轉(zhuǎn)變，并且這種轉(zhuǎn)變是可逆的、迅速的、且能耗非常低。由于電流變體的這些獨(dú)特性質(zhì)使得ER流體在未來(lái)的智能控制、機(jī)電一體化技術(shù)將占有極其重要的地位。自從電流變體及電流效應(yīng)被首次報(bào)道以來(lái)，關(guān)于電流變體的研制及其應(yīng)用研究的探索工作就一直受到人們的普遍關(guān)注。1、電流變體的相關(guān)介紹1.1電流變體概念51、電流變體的相關(guān)介紹1.2電流變體的組成常規(guī)電流變體主要由三部分組成：低介電常數(shù)的絕緣基礎(chǔ)液(連續(xù)相)、具有較高的相對(duì)介電常數(shù)和較強(qiáng)極化能力的固體粒子(分散相)、起粒子表面活化和增加粒子懸浮穩(wěn)定性的添加劑。1、電流變體的相關(guān)介紹1.2電流變體的組成61、電流變體的相關(guān)介紹分散相微粒分散相微粒是組成ER流體的主要組分，它在電場(chǎng)作用下的極化是電流變液體產(chǎn)生電流變效應(yīng)的核心。其材料參數(shù)如化學(xué)性質(zhì)、粒徑及分布和粒子形狀對(duì)ER效應(yīng)起著重要作用。1、電流變體的相關(guān)介紹分散相微粒71、電流變體的相關(guān)介紹在選擇固體微粒材料時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則：①粒子應(yīng)有足夠高的相對(duì)介電系數(shù)；②粒子材料應(yīng)有恰當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率；③粒子材料應(yīng)能在足夠?qū)挼臏囟确秶鷥?nèi)保持穩(wěn)定的性能；④粒子材料應(yīng)有恰當(dāng)?shù)牧健?、電流變體的相關(guān)介紹在選擇固體微粒材料時(shí)，81、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)電流變液體中的分散介質(zhì)（連續(xù)相）--基礎(chǔ)液，是電流變液體中固體粒子的載體，并且是電流變液體的重要組成部分，它對(duì)電流變液體的性能有重大影響。

1、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)91、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)須具有的性能①較強(qiáng)的絕緣性能和耐擊穿強(qiáng)度，以ER流體的漏電流密度，并使ER液體能在較高的電場(chǎng)中工作。②較大的密度（≥12.2g/cm3），以便與懸浮微粒的密度匹配，使制備的ER流體能在較好的穩(wěn)定性。③具有較高的沸點(diǎn)、較低的冰點(diǎn)和蒸汽壓，以便ER流體可以在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。④具有較低的黏度，使ER流體獲得較少的零場(chǎng)黏度，并可以加入較多的懸浮微粒而不使零場(chǎng)黏度太高，增加ER效應(yīng)。⑤良好的化學(xué)穩(wěn)定性，避免在貯存和作用過(guò)程中分解。1、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)須具有的性能101、電流變體的相關(guān)介紹添加劑添加劑在改善電流變液體的性能方面起著很重要的作用。在電流變液體中加入添加劑的目的：①吸附于粒子表面的表面活性劑，促進(jìn)電流變效應(yīng)的加強(qiáng)；②利用添加劑改善基礎(chǔ)液與固體粒子表面間的“潤(rùn)濕”性能，使粒子之間的黏結(jié)少，在零電場(chǎng)時(shí)不會(huì)自動(dòng)凝聚，可提高粒子在基礎(chǔ)液中的分散性；③添加穩(wěn)定劑，以防止粒子的沉淀。1、電流變體的相關(guān)介紹添加劑11實(shí)驗(yàn)證明，適量、適宜添加劑的加入能提高ER流體的流變性能，改善液體的穩(wěn)定性，常見的添加劑有水、酸、堿、鹽、表面活性劑和穩(wěn)定劑。在一引發(fā)電流變體中，必須加入水才能引發(fā)電流變效應(yīng)。體系溫度過(guò)高會(huì)使水分蒸發(fā)，因而限制了電流變體的使用溫度。另外，水分的存在還會(huì)引起介電擊穿、腐蝕及功率耗散大等問題。表面活性劑的引入正是為了提高懸浮液的穩(wěn)定性，也有人認(rèn)為表面活性劑在懸浮顆粒間會(huì)形成介晶膠束橋架，這樣可能會(huì)提高電流變效應(yīng)。另外，有人利用一些極性液體，如乙醇、乙二醇、二甲胺、甲酰胺等來(lái)代替水作添加劑，以引發(fā)電流變效應(yīng)。然而水的加入會(huì)遇到什么問題呢？實(shí)驗(yàn)證明，適量、適宜添加劑的加入能提121、電流變體的相關(guān)介紹1.3電流變體的作用機(jī)理由于電流變體的作用機(jī)理非常復(fù)雜，對(duì)電流變現(xiàn)象的解釋目前尚沒有相對(duì)成熟的理論模型，但大多數(shù)研究人員都認(rèn)為ER效應(yīng)的根源是粒子極化現(xiàn)象。粒子極化理論(Partilepolarizationtheory)認(rèn)為，電流變效應(yīng)來(lái)源于電流變體中固體粒子間或內(nèi)部的某種形式的誘導(dǎo)極化作用。在高壓電場(chǎng)作用下，電流變體中粒子上的正負(fù)電荷分離，正電荷移向最靠近負(fù)電極的一側(cè)，負(fù)電荷移向最靠近正電極的粒子一側(cè)，在粒子表面形成偶極子，結(jié)果由于靜電吸引相鄰粒子的偶極子耦合，形成粒子鏈，然后粒子鏈聚合生成粒子柱，如圖1所示。HalsyT．C．和TaoR．構(gòu)建了粒子的柱鏈結(jié)構(gòu)，HalsyT．C．和Martin．E．研究了柱鏈的生長(zhǎng)過(guò)程。1、電流變體的相關(guān)介紹1.3電流變體的作用機(jī)理13圖1粒子極化示意圖

當(dāng)粒子柱受到剪切外力作用時(shí)，粒子柱產(chǎn)生變形直至被拉開；但由于電荷的相互吸引，從而產(chǎn)生剪切阻力。圖1粒子極化示意圖當(dāng)粒子柱受到剪切141.3電流變體的作用機(jī)理理論模型微粒極化成纖理論雙電層畸變及交疊理論水橋理論電泳理論1.3電流變體的作用機(jī)理理論模型微粒極化成纖理論雙電層畸變及15

顆粒極化理論(ParticlePolarizationTheory)微粒極化成纖機(jī)理首先是由Winslow提出的，現(xiàn)在正逐漸發(fā)展和完善。該機(jī)理將電流變效應(yīng)歸因于分散相微粒相對(duì)于分散介質(zhì)發(fā)生的極化。根據(jù)極化產(chǎn)生的機(jī)制可分為電子位移極化、離子位移極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化、熱離子極化、界面極化。顆粒極化理論(ParticlePolarization16電流變液體產(chǎn)生電流變現(xiàn)象和固化效應(yīng)，主要是分散相固體粒子的極化所致。粒子的體內(nèi)極化圍繞在粒子表面周圍的雙電層的誘導(dǎo)極化發(fā)生在固體粒子與分散介質(zhì)相接觸的界面處的界面極化電子位移極化偶極子轉(zhuǎn)向極化離子位移極化電流變液體產(chǎn)生電流變現(xiàn)象和固化效應(yīng)，主要是分散17圖2ER流體中微粒極化成鏈?zhǔn)疽鈭D粒子通過(guò)電場(chǎng)的極化作用產(chǎn)生電流變效應(yīng)在電場(chǎng)作用下，高壓電極獲得了凈的正電荷，而接地電極則得到凈的負(fù)電荷。粒子上的正負(fù)電荷在電場(chǎng)作用下分離，正電荷移向最靠近的負(fù)電極的粒子一側(cè)，而負(fù)電荷則移向最靠近正電極的粒子一側(cè)，然后粒子像鐵屑在磁場(chǎng)中的排列一樣，形成一個(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)，而在沒有形成顆粒鏈的間隙處，粒子之間相互吸引，構(gòu)成纖維狀排列。當(dāng)鏈系受到剪切作用時(shí)，粒子被拉開，但電荷仍在互相吸引，這個(gè)吸引力就是剪切阻力。由于電場(chǎng)大小決定在粒子中移動(dòng)的電荷量，因而直接與剪切阻力成正比，當(dāng)鏈系上的拉力超出吸引力的強(qiáng)度時(shí)，粒子鏈就發(fā)生斷裂，當(dāng)鏈斷開時(shí)，電荷不再?gòu)牧Ｗ由戏蛛x，液體恢復(fù)無(wú)電場(chǎng)流動(dòng)特性，這種粒子鏈斷裂與重組的平衡狀態(tài)可用屈服應(yīng)力表示。

根據(jù)這個(gè)模型，水對(duì)電流變效應(yīng)的產(chǎn)生不是唯一必需的，而粒子與液體具有不同的介電常數(shù)才是唯一的。圖2ER流體中微粒極化成鏈?zhǔn)疽鈭D粒子通過(guò)電18

雙層理論(DoubleLayerTheory)雙層理論是由klass和Marlinek。

在1967年提出來(lái)的該理論認(rèn)為：當(dāng)有外加電場(chǎng)時(shí)，粒子周圍存在一個(gè)吸附層即雙層，在外加電場(chǎng)作用下。粒子周圍的雙層向與雙層上所帶離子相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)，使粒子周圍雙層產(chǎn)生非對(duì)稱分布，從而導(dǎo)致雙層中非平衡電荷的分布

這種非平衡的電荷分布的結(jié)果是電荷間的相互吸引和排斥，從面產(chǎn)生電流變特性。雙層理論(DoubleLayerTheory)19雙電層緊貼固體顆粒表面的單層為一個(gè)離子層延伸到液體內(nèi)部一定厚度的擴(kuò)散層圖3雙電層各部分熱能的相對(duì)大小雙電層緊延圖3雙電層各部分熱能的相對(duì)大小20圖4雙電層極化圖4雙電層極化21

可見，雙電層極化、變形和交疊確實(shí)可以引起體系的黏度增大，但并不是電流效應(yīng)產(chǎn)生的生要原因。這一機(jī)理中是定性地解釋了一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并沒有發(fā)展起定量的理論。

由于很難在保持其它的條件不變的情況下系統(tǒng)地改變雙層條件，所以用此理論無(wú)法確定哪個(gè)因素是影響電流變特性的主要因素?？梢姡p電層極化、變形和交疊確實(shí)可以引起體系的22水橋理論(WaterGlueTheory)

早期的電流變體的分散相中都含有水，水的含量對(duì)于電流變效應(yīng)有著顯著的影響，對(duì)于水活化電流變體，水是引發(fā)電流變效應(yīng)不可缺少的條件

Stangroom首先提出水橋理論，他認(rèn)為體系具有ER效應(yīng)的基本條件有以下三個(gè)：1、連續(xù)介質(zhì)為憎水性液體2、分散相為親水性且多孔的微粒3、分散相必須具有吸附水且其含量顯著影響電流變體的性質(zhì)水橋理論(WaterGlueTheory)1、連續(xù)介質(zhì)23圖5含水ER流體微粒間水橋示意圖

Stangroom認(rèn)為極化粒子之間的吸引力非常弱，以致不能產(chǎn)生電流變效應(yīng)，產(chǎn)生電流變效應(yīng)主要是由于懸浮液中水分子的相互作用。如圖5所示，在外加電場(chǎng)作用下，粒子極化，粒子孔隙中的流動(dòng)離子發(fā)生遷移，水由于電滲透作用也隨離子到達(dá)粒子相端，聚集在粒子一端的水在粒子間形成水橋。優(yōu)點(diǎn)解釋了水的含量、固體粒子的多孔性和電子結(jié)構(gòu)等對(duì)電流變效應(yīng)的影響。缺點(diǎn)不能解釋對(duì)于后來(lái)發(fā)展起來(lái)的疏水性粒子的電流變體系。圖5含水ER流體微粒間水橋示意圖Stang24電泳機(jī)理懸浮液中的微粒帶有靜電荷就會(huì)向著帶異號(hào)電荷的電極移動(dòng)，即發(fā)生電泳現(xiàn)象。在稀懸浮液中，微粒電泳到達(dá)電極后，由于離子遷移出微粒或者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，微粒改變電性并向著另一個(gè)電極移動(dòng)，這樣即在電極間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。微粒的運(yùn)動(dòng)速度與介質(zhì)的流動(dòng)速度不同，介質(zhì)對(duì)微粒施加力的作用使其產(chǎn)生額外的加速度，消耗的能量增加，導(dǎo)致電流變體黏度增大，然而，當(dāng)體系濃度增大或外加交流電場(chǎng)的頻率足夠高時(shí)，微粒的這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)消失，所以微粒電泳并不是產(chǎn)生流變效應(yīng)并不是產(chǎn)生流變效應(yīng)的主要原因。然而，電流變體中的電泳現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。電泳機(jī)理252、電流變體所具有的特征2.1聚合物基電流變體基本特點(diǎn)

自20世紀(jì)40年代末Winslow報(bào)道了無(wú)機(jī)化合物SiO2凝膠的電流變效應(yīng)以來(lái)，人們研究較早的就是一些無(wú)機(jī)材料的電流變效應(yīng)。已報(bào)道的具有電流變效應(yīng)的無(wú)機(jī)材料包括硅、沸石、金屬氧化物、多價(jià)金屬的酸鹽、復(fù)合金屬氧化物等，其中以硅石、沸石等研究最早。2、電流變體所具有的特征2.1聚合物基電流變體基本特點(diǎn)26

然而，無(wú)機(jī)材料作為電流變液中的微粒存在一些難以克服的缺點(diǎn)，而有機(jī)高分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它作為電流變材料有著無(wú)機(jī)材料無(wú)法以擬的優(yōu)越性。具有表現(xiàn)如下：然而，無(wú)機(jī)材料作為電流變液中的微粒存在272、電流變體所具有的特征密度無(wú)機(jī)材料高分子材料大與分散介質(zhì)密度差小，混合分散性好，分散不易沉降，流體易于貯存。小硬度大小大小高分子材料硬度較無(wú)機(jī)材料低，對(duì)電極的磨損程度小水影響高分子材料的吸水率低許多無(wú)機(jī)材料如硅石、沸石、金屬氧化物等構(gòu)成的電流變體往往在少量的水存在下才表現(xiàn)出明顯的電流變效應(yīng)，而水的存在對(duì)電流變材料的實(shí)際應(yīng)用極為不利。

高分子材料品種多，易于通過(guò)物理方法中化學(xué)手段進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)、微粒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其具有獲得最佳電流變體性能的可能性，目前，聚合物電流變體的研究已進(jìn)入實(shí)用階段。2、電流變體所具有的特征密無(wú)高分子大與分散介質(zhì)密度差小，混合282、電流變體所具有的特征2.2聚合物基電流變體的種類天然高分子類合成高分子類淀粉、纖維素、藻朊酸、瓊脂、半纖維素、果膠酸、果膠、樹脂及它們的衍生物要求表面有吸附水的存在，加之其電流變效應(yīng)比較弱，為得到較強(qiáng)的抗剪切力，必須施加高電壓，因而增加了危險(xiǎn)性，能量消耗也比較高。聚苯乙烯類、聚丙烯酸酯類、有機(jī)硅類、導(dǎo)電高分子和有機(jī)半導(dǎo)體材料2、電流變體所具有的特征2.2聚合物基電流變體的種類天合成292、電流變體所具有的特征

2.3流變體的粘彈性電流變體的一個(gè)重要特征是對(duì)其施加電場(chǎng)后，流體的流變性能發(fā)生變化，表現(xiàn)為流體的表觀粘度急劇增加。對(duì)電流變體的動(dòng)態(tài)研究表明，受外加場(chǎng)強(qiáng)、應(yīng)變頻率以及應(yīng)變幅值等參數(shù)的控制，電流變體可具有粘彈、線彈性、非線性彈性、塑性等不同應(yīng)力響應(yīng)特性。2、電流變體所具有的特征2.3流變體的粘彈性303.聚合物基電流變體的影響因素3.1微粒電流變體中微粒的大小范圍為0.04～50μm當(dāng)微粒太小時(shí)．布朗運(yùn)動(dòng)可抵消電場(chǎng)的作用而不出現(xiàn)電流變效應(yīng)，當(dāng)微粒太大時(shí)它對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)很慢，從而給電流變體的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)困難，并且這些大顆粒在重力的作用下容易沉積。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.1微粒313.聚合物基電流變體的影響因素3.2載體從理論上講，只要分散相和介質(zhì)的介電常數(shù)差別顯著．這樣的兩相體系就具有電流變性

而實(shí)際上載體應(yīng)為介電常數(shù)低，具有絕緣性能的油，從降低能量損耗的觀點(diǎn)看，流變體應(yīng)具有低導(dǎo)電性。歸納了載體的性質(zhì)有：疏水性，低粘度、高沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)、高電阻、高介電強(qiáng)度。3.聚合物基電流變體的影響因素3.2載體323.聚合物基電流變體的影響因素3.3水水對(duì)電流變效應(yīng)的影響還不很清楚，這給設(shè)計(jì)實(shí)際裝置帶來(lái)了困難。因水活化的體系的一個(gè)主要缺點(diǎn)是其工作溫度范圍較窄。由于粘滯和導(dǎo)電可引起體系溫度升高，最終導(dǎo)致失水而影響電流變體的效率。此外，大量水的存在可導(dǎo)致系統(tǒng)的介電擊穿，腐蝕和高能量消耗。人們對(duì)含水量不同的電流變體的切變應(yīng)力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著體系含水量的增加，切變應(yīng)力增加并達(dá)到最大值，隨后又減小

。為了解釋水對(duì)電流變效應(yīng)的影響，人們提出多種假設(shè)。一種假設(shè)是水能增加微粒的有效介電常數(shù)，從而增強(qiáng)了微粒間的相互作用，另一種假設(shè)是由于粒子具有高的表面張力，水有粒子之間起到粘結(jié)作用。Stangroom則把這種影響比喻成面粉與水的混合。開始加水時(shí)，可使面粉相互粘結(jié)，形成稠糊狀物，繼續(xù)加水可最終形成水的自由通走并使能臺(tái)物流變。這種機(jī)理從感覺上似乎可被人們接受，但嚴(yán)格來(lái)講，還有很多不清楚的地方。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.3水333.聚合物基電流變體的影響因素3.4表面活性劑表面活性劑對(duì)電流變效應(yīng)的影響主要是由Trapeznikov及其他作者們研究的。他們提出了兩種可能的原因，一種是表面活性劑增加了懸浮微粒的穩(wěn)定性，第二種是表面括性劑在微粒之間形成了介晶膠束橋(mesomorphicmicellarbridges）。這兩種影響都可導(dǎo)致電流變效應(yīng)的增強(qiáng)。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.4表面活性劑343.聚合物基電流變體的影響因素3.5溫度隨著溫度的升高，典型電流變體的電流變效應(yīng)將迅速增強(qiáng)，達(dá)到最大值，然后又迅速減弱。這種現(xiàn)象體現(xiàn)了水的作用：當(dāng)溫度足夠高時(shí)水會(huì)被蒸發(fā)掉，從而使電流變體失活，因水活化的電流變體在高于70的溫度下長(zhǎng)時(shí)間使用，就會(huì)產(chǎn)生這種失活。因此，可預(yù)計(jì)無(wú)水電流變體將具有較寬的工作溫度。對(duì)于粒徑較小的微粒（微粒直徑≤01m)。即使不考慮水的損失，在足夠高的溫度下，由于布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)破壞纖維結(jié)構(gòu)、電流變體的活性也將下降。而當(dāng)微粒較大的，在實(shí)際使用的溫度下，可不考慮布朗這動(dòng)的影響。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.5溫度353.聚合物基電流變體的影響因素3.6濃度在一定的電場(chǎng)強(qiáng)度和溫度下，當(dāng)微粒體積分?jǐn)?shù)增加時(shí)。電流變體的屈服應(yīng)力將增加。電流變體懸浮液的表觀粘度也將增加，分散質(zhì)濃度的增加，不但改變了在電場(chǎng)作用下流體的粘度，而且由于微粒聚集，也增加了無(wú)外電場(chǎng)時(shí)流體的粘度。因此，有必要找出最佳的體積分?jǐn)?shù)，即能在電場(chǎng)作用下獲得最佳的電流變效應(yīng)。又能在無(wú)電場(chǎng)時(shí)保持電流變體的流動(dòng)性。Uejima對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。3.聚合物基電流變體的影響因素3.6濃度364、聚合物基電流變體應(yīng)用前景

電流變體被稱之為一種智能材料，這是由于電流變體在外加電場(chǎng)作用下，具有毫秒級(jí)的瞬間由Newton流體變成Bingham塑料體或黏彈體的特性。固體液體可控、可逆、連續(xù)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電-機(jī)械元器件，在機(jī)電一體化的自適應(yīng)控制機(jī)構(gòu)工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景ER液體被普遍認(rèn)為極有是汽車工業(yè)、液壓工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、傳感器技術(shù)及機(jī)器人工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)生革命的一種智能流體。4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景電流變體被374、聚合物基電流變體應(yīng)用前景4.2利用電流變效應(yīng)開發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品具有的特點(diǎn)：①機(jī)械部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，整個(gè)系統(tǒng)只需要很少或根本沒有運(yùn)動(dòng)部件；②使用、控制和調(diào)節(jié)具有無(wú)級(jí)連續(xù)變化的性能；③主要工作構(gòu)件無(wú)磨損，壽命長(zhǎng)；④工作柔和，噪聲低，能夠制造無(wú)噪聲系統(tǒng)；⑤響應(yīng)速度快；⑥控制的能量消耗低；⑦易于和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，形成智能化的控制系統(tǒng)。4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景4.2利用電流變效應(yīng)開發(fā)出來(lái)的38制作自適應(yīng)減振器液體閥門制作離合器ER流體用于機(jī)器人裝置可克服純機(jī)械離合的組件磨損平生并使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化能有效進(jìn)行震顫抑制提高機(jī)器人的靈敏性和準(zhǔn)確性實(shí)現(xiàn)連續(xù)準(zhǔn)確的輸出控制制作液體制作ER流體用于可克服純機(jī)械離合的組件磨損平生并使機(jī)394、聚合物基電流變體應(yīng)用前景4.4具體實(shí)例離臺(tái)器是電流變體的主要應(yīng)用之一一在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子(輸^)和驅(qū)動(dòng)軸L輸出，之聞放置電流變休．當(dāng)無(wú)電場(chǎng)時(shí)，由于電流變體粘度很低．故電動(dòng)機(jī)軸可自由旋轉(zhuǎn)當(dāng)外加電場(chǎng)時(shí)、旋轉(zhuǎn)的流體粘度大幅度增加．使電流變體拉著驅(qū)動(dòng)軸使它也旋轉(zhuǎn)、當(dāng)電場(chǎng)消失后，液體又顯低粘度狀態(tài)而使轉(zhuǎn)子單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，由于電流變體的“固化”程度可隨外加電場(chǎng)連續(xù)調(diào)控，故可宴現(xiàn)輸入轉(zhuǎn)動(dòng)的高精度調(diào)整。

圖6可控離合器4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景4.4具體實(shí)例圖6可控離合器404、聚合物基電流變體應(yīng)用前景

抗震是電流變體的另一主要應(yīng)用。在高層建筑物的關(guān)鍵部位放置電流變體，通過(guò)改變其粘度，就可改變整個(gè)建筑物的自振頹率。從而在地震到來(lái)之時(shí)避免建筑物產(chǎn)生共振而達(dá)到自我保護(hù)的效果。4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景抗震是電流變414、聚合物基電流變體應(yīng)用前景此外，電流變體在液壓闊、減震器、機(jī)械卡具、智能復(fù)臺(tái)材料等方面也得到廣泛的應(yīng)用圖7電流變體減振器的典型結(jié)構(gòu)4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景此外，電流變42圖8電流變閥門圖9電流變阻尼原理圖8電流變閥門圖9電流變阻尼原理43圖10轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制電流變器件圖10轉(zhuǎn)子振動(dòng)主動(dòng)控制電流變器件44小結(jié)

目前，電流變液體研究作為一種革命性的技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目正日益受到科技的高度重視。從機(jī)理、材料、性能和應(yīng)用研究的角度都有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。然而，電流變液體的研究和技術(shù)開發(fā)未完全成熟，問題多。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，除了要在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上逐步解決有關(guān)技術(shù)難題外，還應(yīng)該繼續(xù)重視電流變液體基礎(chǔ)理論的研究，特別是建立更合理物理和力學(xué)模型，尋求計(jì)算其各種性能的足夠精度的理論方法。可以預(yù)期，電流變液體這一高新技術(shù)必將在汽車、機(jī)械、航空、石油、航天、航海和其他工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。小結(jié)目前，電流變液體研究作為一種革命45謝謝！謝謝！46聚合物基電流變體聚合物基電流變體47通常情況下，我們看到的液體變成固體或固體變成液體，只與溫度和壓力有關(guān)。然而，大家能想像出還有什么也有這樣的作用嗎？電流通常情況下，我們看到的液體變成固體或固48

1947年，一個(gè)叫溫斯洛的美國(guó)人發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。他把石膏、石灰和炭粉加在橄欖油中，然后加水?dāng)嚦梢环N懸浮液，想看看這種懸浮液能不能導(dǎo)電。在試驗(yàn)中，他意外地發(fā)現(xiàn)，這種懸浮液沒有加上電場(chǎng)時(shí)，可以像水或油一樣自由地流動(dòng)；可是一加上電場(chǎng)，就能立即由自由流動(dòng)的液體變成固體，而且隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，固體的強(qiáng)度也在增加。當(dāng)撤消電場(chǎng)時(shí)，它又能立即由固體變回液體。由于這種懸浮液可以用電場(chǎng)來(lái)控制，因此科學(xué)家們就把它叫做“電流變體”，并把這種現(xiàn)象稱為“溫斯洛現(xiàn)象”。溫斯洛還為此申請(qǐng)了專利。1947年，一個(gè)叫溫斯洛的美國(guó)人發(fā)現(xiàn)了49主要內(nèi)容1、電流變體的相關(guān)介紹2、電流變體所具有的特征3、聚合物電流變體的影響因素4、聚合物基電流變體應(yīng)用前景主要內(nèi)容1、電流變體的相關(guān)介紹501、電流變體的相關(guān)介紹

1.1電流變體概念電流變體(Electrorheologicalfluid,簡(jiǎn)稱ERF)是由微米尺寸的顆粒分散于介電的載液中所形成的懸浮體，當(dāng)受到外加電場(chǎng)的作用時(shí)，它的流變性質(zhì)會(huì)發(fā)生顯著的變化。其屬性可以在介于液體與固體之間轉(zhuǎn)變，并且這種轉(zhuǎn)變是可逆的、迅速的、且能耗非常低。由于電流變體的這些獨(dú)特性質(zhì)使得ER流體在未來(lái)的智能控制、機(jī)電一體化技術(shù)將占有極其重要的地位。自從電流變體及電流效應(yīng)被首次報(bào)道以來(lái)，關(guān)于電流變體的研制及其應(yīng)用研究的探索工作就一直受到人們的普遍關(guān)注。1、電流變體的相關(guān)介紹1.1電流變體概念511、電流變體的相關(guān)介紹1.2電流變體的組成常規(guī)電流變體主要由三部分組成：低介電常數(shù)的絕緣基礎(chǔ)液(連續(xù)相)、具有較高的相對(duì)介電常數(shù)和較強(qiáng)極化能力的固體粒子(分散相)、起粒子表面活化和增加粒子懸浮穩(wěn)定性的添加劑。1、電流變體的相關(guān)介紹1.2電流變體的組成521、電流變體的相關(guān)介紹分散相微粒分散相微粒是組成ER流體的主要組分，它在電場(chǎng)作用下的極化是電流變液體產(chǎn)生電流變效應(yīng)的核心。其材料參數(shù)如化學(xué)性質(zhì)、粒徑及分布和粒子形狀對(duì)ER效應(yīng)起著重要作用。1、電流變體的相關(guān)介紹分散相微粒531、電流變體的相關(guān)介紹在選擇固體微粒材料時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則：①粒子應(yīng)有足夠高的相對(duì)介電系數(shù)；②粒子材料應(yīng)有恰當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率；③粒子材料應(yīng)能在足夠?qū)挼臏囟确秶鷥?nèi)保持穩(wěn)定的性能；④粒子材料應(yīng)有恰當(dāng)?shù)牧健?、電流變體的相關(guān)介紹在選擇固體微粒材料時(shí)，541、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)電流變液體中的分散介質(zhì)（連續(xù)相）--基礎(chǔ)液，是電流變液體中固體粒子的載體，并且是電流變液體的重要組成部分，它對(duì)電流變液體的性能有重大影響。

1、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)551、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)須具有的性能①較強(qiáng)的絕緣性能和耐擊穿強(qiáng)度，以ER流體的漏電流密度，并使ER液體能在較高的電場(chǎng)中工作。②較大的密度（≥12.2g/cm3），以便與懸浮微粒的密度匹配，使制備的ER流體能在較好的穩(wěn)定性。③具有較高的沸點(diǎn)、較低的冰點(diǎn)和蒸汽壓，以便ER流體可以在較寬的溫度范圍內(nèi)工作。④具有較低的黏度，使ER流體獲得較少的零場(chǎng)黏度，并可以加入較多的懸浮微粒而不使零場(chǎng)黏度太高，增加ER效應(yīng)。⑤良好的化學(xué)穩(wěn)定性，避免在貯存和作用過(guò)程中分解。1、電流變體的相關(guān)介紹連續(xù)相介質(zhì)須具有的性能561、電流變體的相關(guān)介紹添加劑添加劑在改善電流變液體的性能方面起著很重要的作用。在電流變液體中加入添加劑的目的：①吸附于粒子表面的表面活性劑，促進(jìn)電流變效應(yīng)的加強(qiáng)；②利用添加劑改善基礎(chǔ)液與固體粒子表面間的“潤(rùn)濕”性能，使粒子之間的黏結(jié)少，在零電場(chǎng)時(shí)不會(huì)自動(dòng)凝聚，可提高粒子在基礎(chǔ)液中的分散性；③添加穩(wěn)定劑，以防止粒子的沉淀。1、電流變體的相關(guān)介紹添加劑57實(shí)驗(yàn)證明，適量、適宜添加劑的加入能提高ER流體的流變性能，改善液體的穩(wěn)定性，常見的添加劑有水、酸、堿、鹽、表面活性劑和穩(wěn)定劑。在一引發(fā)電流變體中，必須加入水才能引發(fā)電流變效應(yīng)。體系溫度過(guò)高會(huì)使水分蒸發(fā)，因而限制了電流變體的使用溫度。另外，水分的存在還會(huì)引起介電擊穿、腐蝕及功率耗散大等問題。表面活性劑的引入正是為了提高懸浮液的穩(wěn)定性，也有人認(rèn)為表面活性劑在懸浮顆粒間會(huì)形成介晶膠束橋架，這樣可能會(huì)提高電流變效應(yīng)。另外，有人利用一些極性液體，如乙醇、乙二醇、二甲胺、甲酰胺等來(lái)代替水作添加劑，以引發(fā)電流變效應(yīng)。然而水的加入會(huì)遇到什么問題呢？實(shí)驗(yàn)證明，適量、適宜添加劑的加入能提581、電流變體的相關(guān)介紹1.3電流變體的作用機(jī)理由于電流變體的作用機(jī)理非常復(fù)雜，對(duì)電流變現(xiàn)象的解釋目前尚沒有相對(duì)成熟的理論模型，但大多數(shù)研究人員都認(rèn)為ER效應(yīng)的根源是粒子極化現(xiàn)象。粒子極化理論(Partilepolarizationtheory)認(rèn)為，電流變效應(yīng)來(lái)源于電流變體中固體粒子間或內(nèi)部的某種形式的誘導(dǎo)極化作用。在高壓電場(chǎng)作用下，電流變體中粒子上的正負(fù)電荷分離，正電荷移向最靠近負(fù)電極的一側(cè)，負(fù)電荷移向最靠近正電極的粒子一側(cè)，在粒子表面形成偶極子，結(jié)果由于靜電吸引相鄰粒子的偶極子耦合，形成粒子鏈，然后粒子鏈聚合生成粒子柱，如圖1所示。HalsyT．C．和TaoR．構(gòu)建了粒子的柱鏈結(jié)構(gòu)，HalsyT．C．和Martin．E．研究了柱鏈的生長(zhǎng)過(guò)程。1、電流變體的相關(guān)介紹1.3電流變體的作用機(jī)理59圖1粒子極化示意圖

當(dāng)粒子柱受到剪切外力作用時(shí)，粒子柱產(chǎn)生變形直至被拉開；但由于電荷的相互吸引，從而產(chǎn)生剪切阻力。圖1粒子極化示意圖當(dāng)粒子柱受到剪切601.3電流變體的作用機(jī)理理論模型微粒極化成纖理論雙電層畸變及交疊理論水橋理論電泳理論1.3電流變體的作用機(jī)理理論模型微粒極化成纖理論雙電層畸變及61

顆粒極化理論(ParticlePolarizationTheory)微粒極化成纖機(jī)理首先是由Winslow提出的，現(xiàn)在正逐漸發(fā)展和完善。該機(jī)理將電流變效應(yīng)歸因于分散相微粒相對(duì)于分散介質(zhì)發(fā)生的極化。根據(jù)極化產(chǎn)生的機(jī)制可分為電子位移極化、離子位移極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化、熱離子極化、界面極化。顆粒極化理論(ParticlePolarization62電流變液體產(chǎn)生電流變現(xiàn)象和固化效應(yīng)，主要是分散相固體粒子的極化所致。粒子的體內(nèi)極化圍繞在粒子表面周圍的雙電層的誘導(dǎo)極化發(fā)生在固體粒子與分散介質(zhì)相接觸的界面處的界面極化電子位移極化偶極子轉(zhuǎn)向極化離子位移極化電流變液體產(chǎn)生電流變現(xiàn)象和固化效應(yīng)，主要是分散63圖2ER流體中微粒極化成鏈?zhǔn)疽鈭D粒子通過(guò)電場(chǎng)的極化作用產(chǎn)生電流變效應(yīng)在電場(chǎng)作用下，高壓電極獲得了凈的正電荷，而接地電極則得到凈的負(fù)電荷。粒子上的正負(fù)電荷在電場(chǎng)作用下分離，正電荷移向最靠近的負(fù)電極的粒子一側(cè)，而負(fù)電荷則移向最靠近正電極的粒子一側(cè)，然后粒子像鐵屑在磁場(chǎng)中的排列一樣，形成一個(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)，而在沒有形成顆粒鏈的間隙處，粒子之間相互吸引，構(gòu)成纖維狀排列。當(dāng)鏈系受到剪切作用時(shí)，粒子被拉開，但電荷仍在互相吸引，這個(gè)吸引力就是剪切阻力。由于電場(chǎng)大小決定在粒子中移動(dòng)的電荷量，因而直接與剪切阻力成正比，當(dāng)鏈系上的拉力超出吸引力的強(qiáng)度時(shí)，粒子鏈就發(fā)生斷裂，當(dāng)鏈斷開時(shí)，電荷不再?gòu)牧Ｗ由戏蛛x，液體恢復(fù)無(wú)電場(chǎng)流動(dòng)特性，這種粒子鏈斷裂與重組的平衡狀態(tài)可用屈服應(yīng)力表示。

根據(jù)這個(gè)模型，水對(duì)電流變效應(yīng)的產(chǎn)生不是唯一必需的，而粒子與液體具有不同的介電常數(shù)才是唯一的。圖2ER流體中微粒極化成鏈?zhǔn)疽鈭D粒子通過(guò)電64

雙層理論(DoubleLayerTheory)雙層理論是由klass和Marlinek。

在1967年提出來(lái)的該理論認(rèn)為：當(dāng)有外加電場(chǎng)時(shí)，粒子周圍存在一個(gè)吸附層即雙層，在外加電場(chǎng)作用下。粒子周圍的雙層向與雙層上所帶離子相反電荷的電極運(yùn)動(dòng)，使粒子周圍雙層產(chǎn)生非對(duì)稱分布，從而導(dǎo)致雙層中非平衡電荷的分布

這種非平衡的電荷分布的結(jié)果是電荷間的相互吸引和排斥，從面產(chǎn)生電流變特性。雙層理論(DoubleLayerTheory)65雙電層緊貼固體顆粒表面的單層為一個(gè)離子層延伸到液體內(nèi)部一定厚度的擴(kuò)散層圖3雙電層各部分熱能的相對(duì)大小雙電層緊延圖3雙電層各部分熱能的相對(duì)大小66圖4雙電層極化圖4雙電層極化67

可見，雙電層極化、變形和交疊確實(shí)可以引起體系的黏度增大，但并不是電流效應(yīng)產(chǎn)生的生要原因。這一機(jī)理中是定性地解釋了一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并沒有發(fā)展起定量的理論。

由于很難在保持其它的條件不變的情況下系統(tǒng)地改變雙層條件，所以用此理論無(wú)法確定哪個(gè)因素是影響電流變特性的主要因素?？梢姡p電層極化、變形和交疊確實(shí)可以引起體系的68水橋理論(WaterGlueTheory)

早期的電流變體的分散相中都含有水，水的含量對(duì)于電流變效應(yīng)有著顯著的影響，對(duì)于水活化電流變體，水是引發(fā)電流變效應(yīng)不可缺少的條件

Stangroom首先提出水橋理論，他認(rèn)為體系具有ER效應(yīng)的基本條件有以下三個(gè)：1、連續(xù)介質(zhì)為憎水性液體2、分散相為親水性且多孔的微粒3、分散相必須具有吸附水且其含量顯著影響電流變體的性質(zhì)水橋理論(WaterGlueTheory)1、連續(xù)介質(zhì)69圖5含水ER流體微粒間水橋示意圖

Stangroom認(rèn)為極化粒子之間的吸引力非常弱，以致不能產(chǎn)生電流變效應(yīng)，產(chǎn)生電流變效應(yīng)主要是由于懸浮液中水分子的相互作用。如圖5所示，在外加電場(chǎng)作用下，粒子極化，粒子孔隙中的流動(dòng)離子發(fā)生遷移，水由于電滲透作用也隨離子到達(dá)粒子相端，聚集在粒子一端的水在粒子間形成水橋。優(yōu)點(diǎn)解釋了水的含量、固體粒子的多孔性和電子結(jié)構(gòu)等對(duì)電流變效應(yīng)的影響。缺點(diǎn)不能解釋對(duì)于后來(lái)發(fā)展起來(lái)的疏水性粒子的電流變體系。圖5含水ER流體微粒間水橋示意圖Stang70電泳機(jī)理懸浮液中的微粒帶有靜電荷就會(huì)向著帶異號(hào)電荷的電極移動(dòng)，即發(fā)生電泳現(xiàn)象。在稀懸浮液中，微粒電泳到達(dá)電極后，由于離子遷移出微粒或者發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，微粒改變電性并向著另一個(gè)電極移動(dòng)，這樣即在電極間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。微粒的運(yùn)動(dòng)速度與介質(zhì)的流動(dòng)速度不同，介質(zhì)對(duì)微粒施加力的作用使其產(chǎn)生額外的加速度，消耗的能量增加，導(dǎo)致電流變體黏度增大，然而，當(dāng)體系濃度增大或外加交流電場(chǎng)的頻率足夠高時(shí)，微粒的這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)消失，所以微粒電泳并不是產(chǎn)生流變效應(yīng)并不是產(chǎn)生流變效應(yīng)的主要原因。然而，電流變體中的電泳現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。電泳機(jī)理712、電流變體所具有的特征2.1聚合物基電流變體基本特點(diǎn)

自20世紀(jì)40年代末Winslow報(bào)道了無(wú)機(jī)化合物SiO2凝膠的電流變效應(yīng)以來(lái)，人們研究較早的就是一些無(wú)機(jī)材料的電流變效應(yīng)。已報(bào)道的具有電流變效應(yīng)的無(wú)機(jī)材料包括硅、沸石、金屬氧化物、多價(jià)金屬的酸鹽、復(fù)合金屬氧化物等，其中以硅石、沸石等研究最早。2、電流變體所具有的特征2.1聚合物基電流變體基本特點(diǎn)72

然而，無(wú)機(jī)材料作為電流變液中的微粒存在一些難以克服的缺點(diǎn)，而有機(jī)高分子獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它作為電流變材料有著無(wú)機(jī)材料無(wú)法以擬的優(yōu)越性。具有表現(xiàn)如下：然而，無(wú)機(jī)材料作為電流變液中的微粒存在732、電流變體所具有的特征密度無(wú)機(jī)材料高分子材料大與分散介質(zhì)密度差小，混合分散性好，分散不易沉降，流體易于貯存。小硬度大小大小高分子材料硬度較無(wú)機(jī)材料低，對(duì)電極的磨損程度小水影響高分子材料的吸水率低許多無(wú)機(jī)材料如硅石、沸石、金屬氧化物等構(gòu)成的電流變體往往在少量的水存在下才表現(xiàn)出明顯的電流變效應(yīng)，而水的存在對(duì)電流變材料的實(shí)際應(yīng)用極為不利。

高分子材料品種多，易于通過(guò)物理方法中化學(xué)手段進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)、微粒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其具有獲得最佳電流變體性能的可能性，目前，聚合物電流變體的研究已進(jìn)入實(shí)用階段。2、電流變體所具有的特征密無(wú)高分子大與分散介質(zhì)密度差小，混合742、電流變體所具有的特征2.2聚合物基電流變體的種類天然高分子類合成高分子類淀粉、纖維素、藻朊酸、瓊脂、半纖維素、果膠酸、果膠、樹脂及它們的衍生物要求表面有吸附水的存在，加之其電流變效應(yīng)比較弱，為得到較強(qiáng)的抗剪切力，必須施加高電壓，因而增加了危險(xiǎn)性，能量消耗也比較高。聚苯乙烯類、聚丙烯酸酯類、有機(jī)硅類、導(dǎo)電高分子和有機(jī)半導(dǎo)體材料2、電流變體所具有的特征2.2聚合物基電流變體的種類天合成752、電流變體所具有的特征

2.3流變體的粘彈性電流變體的一個(gè)重要特征是對(duì)其施加電場(chǎng)后，流體的流變性能發(fā)生變化，表現(xiàn)為流體的表觀粘度急劇增加。對(duì)電流變體的動(dòng)態(tài)研究表明，受外加場(chǎng)強(qiáng)、應(yīng)變頻率以及應(yīng)變幅值等參數(shù)的控制，電流變體可具有粘彈、線彈性、非線性彈性、塑性等不同應(yīng)力響應(yīng)特性。2、電流變體所具有的特征2.3流變體的粘彈性763.聚合物基電流變體的影響因素3.1微粒電流變體中微粒的大小范圍為0.04～50μm當(dāng)微粒太小時(shí)．布朗運(yùn)動(dòng)可抵消電場(chǎng)的作用而不出現(xiàn)電流變效應(yīng)，當(dāng)微粒太大時(shí)它對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)很慢，從而給電流變體的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)困難，并且這些大顆粒在重力的作用下容易沉積。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.1微粒773.聚合物基電流變體的影響因素3.2載體從理論上講，只要分散相和介質(zhì)的介電常數(shù)差別顯著．這樣的兩相體系就具有電流變性

而實(shí)際上載體應(yīng)為介電常數(shù)低，具有絕緣性能的油，從降低能量損耗的觀點(diǎn)看，流變體應(yīng)具有低導(dǎo)電性。歸納了載體的性質(zhì)有：疏水性，低粘度、高沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)、高電阻、高介電強(qiáng)度。3.聚合物基電流變體的影響因素3.2載體783.聚合物基電流變體的影響因素3.3水水對(duì)電流變效應(yīng)的影響還不很清楚，這給設(shè)計(jì)實(shí)際裝置帶來(lái)了困難。因水活化的體系的一個(gè)主要缺點(diǎn)是其工作溫度范圍較窄。由于粘滯和導(dǎo)電可引起體系溫度升高，最終導(dǎo)致失水而影響電流變體的效率。此外，大量水的存在可導(dǎo)致系統(tǒng)的介電擊穿，腐蝕和高能量消耗。人們對(duì)含水量不同的電流變體的切變應(yīng)力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)隨著體系含水量的增加，切變應(yīng)力增加并達(dá)到最大值，隨后又減小

。為了解釋水對(duì)電流變效應(yīng)的影響，人們提出多種假設(shè)。一種假設(shè)是水能增加微粒的有效介電常數(shù)，從而增強(qiáng)了微粒間的相互作用，另一種假設(shè)是由于粒子具有高的表面張力，水有粒子之間起到粘結(jié)作用。Stangroom則把這種影響比喻成面粉與水的混合。開始加水時(shí)，可使面粉相互粘結(jié)，形成稠糊狀物，繼續(xù)加水可最終形成水的自由通走并使能臺(tái)物流變。這種機(jī)理從感覺上似乎可被人們接受，但嚴(yán)格來(lái)講，還有很多不清楚的地方。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.3水793.聚合物基電流變體的影響因素3.4表面活性劑表面活性劑對(duì)電流變效應(yīng)的影響主要是由Trapeznikov及其他作者們研究的。他們提出了兩種可能的原因，一種是表面活性劑增加了懸浮微粒的穩(wěn)定性，第二種是表面括性劑在微粒之間形成了介晶膠束橋(mesomorphicmicellarbridges）。這兩種影響都可導(dǎo)致電流變效應(yīng)的增強(qiáng)。

3.聚合物基電流變體的影響因素3.4表面活性劑803.聚合物基電流變體的影響因素3.5溫度隨著溫度的升高，典型電流變體的電流變效應(yīng)將迅速增強(qiáng)，達(dá)到最大值，然后又迅速減弱。這種現(xiàn)象體現(xiàn)了水的作用：當(dāng)溫度足夠高時(shí)水會(huì)被蒸發(fā)掉，從而使電流變體失活，因水活化的電流變體在高于70的溫度下長(zhǎng)時(shí)間使用，就會(huì)產(chǎn)生這種失活。因此，可預(yù)計(jì)無(wú)水電流變體將具有較寬的工作溫度。對(duì)于粒徑較小的微粒（微粒直徑≤01m)。即使不考慮水的損失，在足夠高的溫度下，由于布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)破壞纖維結(jié)構(gòu)、電流變體的活性也將下降。而