[发明专利]一种导体镶嵌的电流变液及其制备方法

说明书

本发明提供一种电流变液体及其制备方法，所述的电流变液由电介质颗粒和绝缘油制成，所述电介质颗粒在制备过程中引入纳米导体微粒(例如：碳)，使纳米导体微粒镶嵌在电介质颗粒表面或者内部或者表面和内部，由该电介质颗粒与硅油混合后得到的电流变液体，具有屈服强度高、使用寿命长、温度稳定性好、漏电流小的优点。

技术领域

本发明涉及电流变液材料技术领域，尤其涉及一种在电介质颗粒中镶嵌纳米导体微粒的电流变液及其制备方法。

背景技术

电流变液(Electrorheological Fluids简称ERF)是一种重要的智能材料，通常是由高介电常数、低电导率的电介质颗粒分散于低介电常数的绝缘油中而形成的悬浮体系。在没有外电场作用下，电流变液呈液体状态，当外加电场作用于电流变液时，电流变液的剪切应力随电场的增加而变大。当电场足够大时，电流变液转变成类似固体物质。且这种剪切应力转变是可逆、连续可调，响应时间为毫秒量级，因此电流变液可用于阻尼系统、减震器、无级变速器、阀门、机电控制耦合等。

目前，电流变液可分为两类：一是传统电流变液，即电介质型电流变液；二是巨电流变液，即极性分子型电流变液。前者从理论或者实验上得到的屈服强度都过低(10kPa)，无法满足实用化。后者的屈服强度很高(100kPa)，其在电场中产生高屈服强度的关键在于极性分子的作用，而极性分子会在机械摩擦、高温等作用下脱附、分解、挥发等，所以极性分子型巨电流变液的使用寿命和温度稳定性很差，也无法实用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发提供一种导体镶嵌的电流变液，该电流变液具有屈服强度高，漏电流小、使用寿命长，温度稳定性好的特性，同时本发明提供了该电流变液的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种导体镶嵌的电流变液，其特征在于：由电介质颗粒与绝缘油混合后制成，所述电介质颗粒内部和表面镶嵌了纳米导体微粒。

作为优选，所述电介质颗粒的介电常数大于10，电阻率大于10欧·米。

作为优选，所述电介质颗粒包括TiO₂、CaTiO₃、BaTiO₃、SrTiO₃、LaTiO₃的一种或多种。

作为优选，所述纳米导体微粒包括金属、碳、导电有机物中一种或多种。

作为优选，所述金属为Ag、Al、Au、Cu、Fe、Hf、In、Nd、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru、Sm、Sn、Ti、V、Y、Zr中一种或多种；所述碳为无定形碳、石墨、石墨烯、还原氧化石墨烯中的一种或多种；所述导电有机物为聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔中的一种或多种。

作为优选，所述电介质颗粒形状可以为球形，长方体、四面体、不规则多面体或者任意形状。

本发明采用以下方法制备导体镶嵌的电流变液，包括以下步骤：

(1)：将20～30ml蒸馏水和50-500ml无水乙醇溶解1-10g碳源有机物，配成A液；将10-100g钛酸丁酯溶解在100-1000ml无水乙醇中，配成B液；

(2)将A液缓慢滴入持续剧烈搅拌的B液，滴加完后将混合液离心得到沉淀物；

(3)将沉淀物洗涤后烘干，得到干燥的粉末；

(4)将干燥的粉末放入管式炉，在500～600℃内用真空气氛或氮气气氛处理，得到灰色至黑色粉末；

(5)将黑色粉末与绝缘油混合制成电流变液。

(6)将电流变液在150～170℃内热处理以去除水分。

作为优选，所述碳源有机物为葡萄糖或蔗糖。