天然橡胶基磁流变弹性的制备及性能研究(3)
1.2.2 MRE的制备
为了增强MRE材料的性能，各种制备因素如预结构化磁场、磁性粒子的形状以及含量等都被广泛地研究。
在2002年，Demchuk制备MRE时，使用了粒径不同的三种磁性粒子，研究了MRE性能与粒子粒径之间的关系，其实验结果表示，粒子的粒径越大，则基体中的链状结构越好，因此制备材料时，粒子粒径选用的越大，磁流变效应则越高[8]。Bossis等人，对硅橡胶基磁流变弹性材料进行了铁磁性粒子含量和预结构化磁场等因素对其性能影响的研究，研究发现未经过预结构化材料的磁流变效应明显低于经过预结构化过的材料。并且发现，随着磁性粒子含量的增加材料的磁流变效应是呈线性增长的[9]。瑞典的Stenberg等人，制备的MRE样品时，采用不同形状以及不同粒径的磁性粒子，研究了磁性粒子粒径及粒子形状对材料性能的影响，研究结果表明，使用无规则磁性粒子在零场条件下制备的材料，材料的绝对MR效应比较明显，因此NR基MRE的相对磁流变效应可以通过添加增塑剂来提高[10]。一般选择如羰基铁粉、镍、锰等高饱和磁化粒子或使用表面包裹聚合物的粒子，可提高粒子与基体之间的相容性。2006年，Bose制备了不同规格的硅橡胶基MRE，研究不同模量的硅橡胶基对MRE性能的影响，研究结果显示，硅橡胶基基体模量越小，材料MR效应越好[11]。
目前在研究MRE材料的制备方法，主要有几点：粒子形状、粒径大小、磁性粒子体积比、预结构化场强以及表面活性剂、增塑剂等添加剂。为了使实用型MRE的机械性能更好、MR效应更高[12]。
高温硫化硅橡胶、聚氨酯、顺丁橡胶、天然橡胶等材料的性能比较好。因此代替最初的常温硫化硅橡胶、以此制备MRE的基体，还可以凭借选取更适合的磁性粒子，并且采用新的制备方案来提高MRE的性能。
1.2.3 MRE性能测试
根据MRE自身特性，材料力学性能上的研究相对较多，但由于MRE还有光学、磁学以及电学等其他特性，MRE吸引了很多学者，并且对其性能方面进行了深入地研究。而MRE的力学性能主要集中在材料拉伸、材料压缩以及材料剪切性能。
（1）MRE拉伸性能
一般有特定要求对MRE的拉伸性能进行规定，规定设定沿着磁性粒子（如羰基铁粉等）成链方向进行拉伸测试，测试所得的杨氏模量即是材料的拉伸性能,研究表明测试样品在没有外加载荷作用下，如果对样品施加外场，则在有场情况下所制出的MRE测试样品中会产生抵御力。而零场下制备的MRE样品，对其施加外场或者没有施加外场，其力学性能几乎不变[13]。Shen的团队在2004年应用静态拉伸机，进行了NR基MRE材料的拉伸性能测试，磁偶极子理论也被作者运用来对实验结果分析解释[14]
（2）MRE的压缩性能
和拉伸性能相似，研究MRE材料的压缩性能，最先开始是静态压缩。Kallio等人进行研究了MRE的动态压缩性能，结果显示MRE的压缩模量跟着应变的递增而变小，但却随着频率的上升而变大，而且损耗因子也跟着频率上升而变大 [15]。Abramchuk等人研究了MRE材料的压缩性能，他们先进行了MRE材料的静态压缩实验，实验先得到MRE的弹性模量，再利用MRE材料力学理论进行转换，得出MRE材料的剪切模量。实验结果表明，MRE材料的压缩量对其压缩性能有很明显的影响，MRE材料在压缩较大的情况下，压缩模量的增幅很大[16,17]。
（3）MRE剪切性能
研究表明在磁性粒子体积比相同时，有场情况下制取出的材料阻尼较低，基体材料处在玻璃化转状态时，材料的阻尼随磁性粒子含量增多而减小[18]。典型粘弹性测试：一般应用动态材料实验机对MRE材料进行粘弹性能的测试。测量材料的相位及应力幅值在一定的正弦应变下的变化关系，得出MRE在不同应变幅值、不同频率、不同磁场条件下的动态剪切模量[19,20,21]；振动特性分析: 先制三明治梁，由待测样品制作，再进行振动系统的动力学特性测试，从得出的数据进行计算，得出的材料的损耗因子和储能模量等材料参数[22]。Peter等研究了在不同测试频率和应变的变化规律的MRE动态剪切性能，实验结果显示，就算在应变特别小的情况下，材料动态力学性能对实验应变的依赖性还是很强[23]。
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