【文章內容簡介】
當人的發(fā)展目標與自然發(fā)展目標相協(xié)調時,人才能最終享受到文明的生活環(huán)境,才能健康地生活下去。所以,在城鎮(zhèn)建設中必須樹立起一種生態(tài)理念,即:系統(tǒng)內耗的最小化系統(tǒng)擴張的理性化,系統(tǒng)與外部環(huán)境的協(xié)調化。參考文獻[1]《小城鎮(zhèn)財政研究》[J]中國財經(jīng)信息資料,2000,(7)[2]張延妥,郭宏震小城鎮(zhèn)建設與鄉(xiāng)鎮(zhèn)財源開發(fā)[J]中國財經(jīng)信息資料,2000,(7)[3]楊建榮上海市郊小城鎮(zhèn)建設的幾個問題[J]財經(jīng)研究,2000,(3)[4]吳志強,第四篇:聚合物成型原理與技術課程論文聚氨酯基磁流變彈性體復合材料的制備與表征張攀(復合新技術國家重點實驗室,材研1201 班,學號1049721200287)摘要:本文針對磁流變液中羰基鐵粒子容易發(fā)生氧化,分散穩(wěn)定性差的應用瓶頸技術難題,利用聚醚型聚氨酯為基體,將與聚乙二醇具有良好相容性的復合磁性粒子作磁性粒子均勻分散在基體中,制備較高磁流變效應,高穩(wěn)定性及抗老化性的磁流變彈性體。通過高倍光學顯微鏡對其粒子表面化學改性對磁流變效應的影響進行研究,不同磁場強度下對剪切模量與磁場的關系進行的測試研究,以及濕熱老化實驗對抗老化性能研究。結果表明復合粒子制備的磁流變彈性體具有更大的磁流變效應,用復合粒子制備的樣品比碳基鐵粉制備的樣品抗老化性能更好。關鍵詞:磁流變彈性體;復合磁性粒子;磁流變效應;抗老化性能中圖分類號: 文獻標識碼:A文章編號:16714431(2012)11111111Preparation and Characterization of PolyurethaneBased Magnetorheological Elastomer CompositesPan Zhang(State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing,class 1201,Student ID1049721200287)Abstract: This article is about using the polyether type polyurethane as the base body to solve the application bottlenecks technical problems of magnetorheological fluid, which is prone to oxidation and has poor dispersion use of the posite magnetic particles that have a good patibility with polyethylene glycol as the magnetic particles to disperse homogeneous and obtain higher magnetorheological effect, high stability and aging resistance magnetorheological products were characterized by means of the highpower optical microscope to study the relationship between surface modification of the particles and the MR effect, The link between shear modulus and magnetic field was characterized in different magnetic field strength, as well as the ageing resistance was characterized by the hot and humid aging results demonstrate that the use of posite particles to prepare magnetorheological elastomer has larger magnetorheological effect, and the samples prepared by posite particles have better antiaging properties than the carbonbased iron powder : magnetorheological elastomer。posite magnetic particles。magnetorheological effect。antiaging properties磁流變彈性體出現(xiàn)的較晚,是磁流變材料家族的新成員。當初由于磁流變液自身材料存在顆粒易沉降、穩(wěn)定性差和顆粒磨損等問題,研究人員采用向磁流變液中添加各種穩(wěn)定劑等添加成分的方法來這些問題,后來使用海綿材料來吸附磁流變液,最終發(fā)展出使用橡膠等高分子材料作為固態(tài)基體來取代磁流變液的油基或水基的液態(tài)基體,才制備出了磁流變彈性體材料。本文針對磁流變液長期物理化學穩(wěn)定性以及易沉降等問題,研究一種新型磁控智能材料—磁流變彈性體。它是將復合磁性粒子分散于聚醚型聚氨酯彈性體中形成特定結構后固化制備而成的。由于顆粒固定在基體中,因而不存在顆粒沉降問題。而且在很寬的磁場范圍內,其機械和流變性質能夠迅速、靈敏的變化。最后對其磁流變效應和抗老化性能進行研究和分析。磁流變彈性體的研究 磁流變彈性體介紹磁流變彈性體是磁流變材料家族的新秀。為了解決磁流變液的易沉降、穩(wěn)定性差和顆粒易磨損等缺點,人們添加各種穩(wěn)定劑等添加成分直到使用海綿材料來吸附磁流變液。最終發(fā)展到使用高分子聚合物(如橡膠等)來取代磁流變液的油基或水基的液態(tài)基體。磁流變磁流變彈性體彈性體兼有磁流變液、磁性橡膠和彈性體的優(yōu)點,又克服了磁流變液易沉降、穩(wěn)定性差、顆粒易磨損等缺點,故在動力系統(tǒng)的半主動隔振器、噪聲控制、抗沖擊以及電磁傳感器等多個研究領域具有廣闊的應用前景。近年來,磁流變彈性體的制備、機理和應用受到越來越多的重視,成為磁流變材料研究的一個熱點。針對磁流變液長期物理化學穩(wěn)定性以及易沉降等問題,一種新型磁控智能材料一磁流變彈性體應用而生。聚醚型聚氨酯彈性體是一種既具有塑料高硬度,又具有橡膠高彈性的高分子合成材料。對于磁流變彈性體,由于鐵磁性顆粒是固化在彈性體基體里,其移動受到了限制,在加磁場前后不會發(fā)生相變現(xiàn)象。它工作在材料的屈服強度之前,通過用磁場改變材料的模量和阻尼來實現(xiàn)智能控制。磁流變彈性體的絕對磁流變效應和相對磁流變效應一般是指其模量隨磁場的變化的絕對值或相對值。磁流變彈性體的具有磁場可控的力學性能,它對磁場的響應可逆、迅速(在毫秒級)。磁流變彈性體的絕對和相對磁流變效應一般是指其(剪切或壓縮)模量隨磁場變化的絕對值或相對值。磁流變彈性可分為兩類:一種是定向的磁流變彈性體,另一種是各向同性的磁流變彈性體。定向的磁流變彈性體中粒子沿預加外場方向排列形成鏈狀或柱狀結構,在基體硫化后他們被固定在其位置上。各向同性磁流變彈性體中粒子均勻分布,可認為是各向同性的。 磁流變彈性體的制備作為一種新興的智能材料,所報道的磁流變彈性體的制備方法有很多種,總結磁流變彈性體的制備方法,按材料加工時的基本狀態(tài)劃分,可將制備工藝分為兩大類:機械共混法和液態(tài)混合法。機械共混法,是指現(xiàn)在普遍采用的工業(yè)橡膠標準制備工藝,其主要原料是天然橡膠和各種合成橡膠,采用塑煉、混煉、壓延和硫化等工序生產(chǎn)出彈性體成品。在混煉過程中加入鐵磁性顆粒,并在硫化過程中施加外部磁場形成有序結構。另一方面是使用熱塑性橡膠,在熱塑狀態(tài)下加入鐵磁性顆粒,在磁場下冷卻固化。液態(tài)混合法是采用液體狀態(tài)的橡膠基體和鐵磁性顆?;旌虾?,形成流體混合物,可以在磁場下硫化,形成有序結構。上述兩種方式是現(xiàn)在制備磁流變彈性體的主要方式。 磁流變彈性體的組成磁流變彈性體主要由基體材料和分散其中的磁性粒子組成。基體材料的選擇除流變學性質的要求外,磁導率也要盡可能低。據(jù)報道,目前已有多種材料被用作基體材料,有硅橡膠,聚乙烯醇,白明膠,硬質天然和合成橡膠和聚氨酯橡膠。磁性粒子選擇的標準與磁流變液相似,要求顆粒具有高導磁率,低剩磁和高飽和磁化強度。常用的磁性顆粒主要是球形的羰基鐵粉,尺寸在微米到納米級的。另外也使用較大尺寸的不規(guī)則純鐵粉。磁性粒子對磁流變彈性體性能的影響磁性粒子的尺寸及種類對磁流變彈性體的性能都有較大的影響。在外加磁場下,磁流變彈性體中摻雜的磁性粒子間相互吸引作用引起磁流變彈性體模量的變化,由此獲得磁流變效應。為了得到高磁流變效應的磁流變彈性體,磁性粒子必需具有高磁導率,低剩磁和高飽和強度。常用的磁性粒子是球形的碳基鐵粉,具有高磁導率和低剩磁及高飽和磁化強度,其飽和磁化強度Ms=。高磁導率和高飽和磁化強度的粒子間吸引作用強,因而帶來高磁流變效應。高剩磁粒子在磁場撤去后,相互間仍具有很強的作用力,在宏觀上表現(xiàn)為具有較高的剪切模量,導致磁流變彈性體的有效作用區(qū)間降低,且會降低磁流變彈性體的使用壽命。使用尺寸較大的粒子能獲得穩(wěn)定和高度磁化的材料,而且粒子的團聚是可逆的。納米級粒子容易團聚且一旦團聚后不能再次分離。為了獲得顯著的磁流變效應,粒子應足夠大以便支持足夠多磁疇。 磁流變彈性體的應用自從磁流變液問世以來,其獨特的磁流變效應在許多領域得到應用,如汽車工業(yè),抗震和吸振器。這些應用已逐漸工業(yè)化和商業(yè)化。美國Lord公司專業(yè)研究,生產(chǎn)和銷售磁流變液以及一系列基于磁流變液的應用裝置,如剎車,離合器和阻尼器。但是磁流變液同時存在許多缺陷,阻礙它的應用,如沉降,環(huán)境污染和密封問題。磁流變彈性體是磁流變液的固態(tài)類似物,它的磁流變效應表現(xiàn)在磁控剪切模量上,利用這種獨特的性質,彈形體有希望在減振器,硬度可調防震墊,汽車懸架和可變阻抗面。但這些應用還處于探索階段。(1)汽車減震一可變剛度的軸襯:美國福特汽車公司的Waston首先在應用上做了開創(chuàng)性的工作,己申請了使用磁流變彈性體的汽車懸架套筒專利。該套筒用于車輪軸控制臂與汽車車身武漢理工大學碩十學位論文的連接。該套筒剛度的調節(jié)是基于汽車驅動系的狀態(tài),以降低懸架變形并改善乘坐舒適性。實驗發(fā)現(xiàn),該套筒在軸向和徑向都具有剛度、阻尼和力的可控特性,且能迅速對磁場做出響應。在正弦激振、剛度和阻尼隨著控制電流增大而增加,且大致成線性關系。最大電流(5A)時剛度和阻尼比零電流時增加了25%。當輸入階躍電流時。Ginder等利用磁流變彈性體的力學性能可由磁場控制,設計出了能在軸向和徑向實現(xiàn)不同的剛度控制的磁流變彈性體軸襯。(2)可調頻式吸振器:磁流變彈性體調頻動力吸振起原理與結構示意圖如圖14所示。圖中1為動力吸振器的振子,2為磁流變彈性體,3為導磁骨架,4為勵磁線圈。整個導磁骨架構成一個C型回路,骨架由工業(yè)純鐵制成。線圈與電流可控的直流電源相接,產(chǎn)生的磁場通過導磁骨架垂直穿過磁流變彈性體。磁流變彈性體作為吸振器的彈性元件,位于C型缺口與吸振器的振子之間,與骨架和振子固接。圖14磁流變彈性體調頻動力吸振器原理中國科技大學的鄧華夏、龔興龍等人設計了一種磁流變彈性體移頻式吸振器及其控制方法。該發(fā)明吸震效果好,消耗能量少,減振頻率寬,質量和體積較小,結構簡單,控制方法容易。孫紅靈、龔興龍等人設計了一種磁流變彈性體主動吸收系統(tǒng)及控制方法。九江學院的游世輝等人設計