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IJMSD | 芮筱亭院士、韩国仁荷大学H. Choi院士等:基于核壳结构四氧化三铁/共聚物纳米复合材料的高稳定性磁流变学性能研究

本文来源于Int J Mech Syst Dyn,欢迎浏览!


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该文亮点:

1.        提出了新型核壳结构四氧化三铁/共聚物复合材料的合成方法;

2.        通过微观形貌特征和宏观流变特性阐释了磁流变液在磁场和应力/应变耦合作用下的动态力学行为机理;

3.        发现了基于核壳结构复合材料的磁流变液在梯度磁场下表现出瞬时、可调谐、宽线性粘弹性区和高稳定的磁流变特性;

4.        验证了表面改性技术对于优化磁性颗粒在基载液中的密度适配性和提升磁流变液抗沉降性的有效性。


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磁流变液作为一种新型的场响应型智能材料,其流变特性和力学性能可通过外部磁场调控实现瞬时性、阶跃性、可逆性和可调性的变化,是开发阻尼器、减振器、离合器、抛光液和密封装置的关键材料。磁流变液的沉降问题一直是限制其使用寿命和工业化发展的瓶颈。不稳定的磁流变液体系可引发器件模量和固有频率的改变,会造成高速运动部件间的磨损,严重影响器件性能。因此,开发具有优异沉降稳定性的磁流变液对推动磁流变技术的工业化发展具有重要意义。

中国科学院院士、南京理工大学芮筱亭院士团队和韩国科学技术研究院院士、韩国仁荷大学Hyoungjin Choi教授等在《国际机械系统动力学学报(英文)》(International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD)发表题名为“基于核壳结构四氧化三铁/共聚物纳米复合材料的高稳定性磁流变学性能研究”论文。该文采用可聚合表面活性剂合成具有低密度、高塑性、耐磨性和耐腐蚀性的聚(苯胺-二苯胺)共聚物,通过表面改性技术对四氧化三铁颗粒进行包覆,形成有序组装的四氧化三铁/共聚物纳米复合材料,作为制备具有高稳定性磁流变液的新型材料;并进一步表征了复合材料形貌、化学成分和磁性能;分析了基于四氧化三铁/共聚物纳米复合材料的磁流变液的可视化响应、流变特性(如,表观粘度、屈服应力、储能模量、损耗模量等),以及抗沉降稳定性能。研究发现,该磁流变液的剪切特性符合Herschel-Bulkley模型,在梯度磁场下表现出瞬时、可调谐、宽线性粘弹性区和高稳定性的磁流变特性。表面改性技术优化了磁性颗粒在基载液中的密度适配性和界面张力,是提升磁流变液抗氧化腐蚀性、抗沉降稳定性和再分散性的有效方法。该研究丰富了磁流变液材料库,为磁场和应力/应变耦合作用下磁流变液的动态力学行为机理和调控机制提供了科学依据,对磁流变液稳定性优化和应用器件设计具有重要参考价值。



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《国际机械系统动力学学报(英文)》(International Journal Mechanical System Dynamics, IJMSD )由来自18个国家的21位院士、17位国际学会主席、20位国际期刊主编等69位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。IJMSD 旨在为用机械系统动力学科学与技术为提升现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能提供先进的理论、软件、方法、器件、标准,为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD 强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学,所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构,还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。



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