[发明专利]一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置，包括可闭合的磁路、磁场控制系统和温度控制器。同时公开了一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理方法。本发明磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置及方法，简单实用，在MRE胶性基体处于液化状态时对铁磁微粒进行有序排列，大大减小MRE胶性基体中的铁磁微粒在磁场中进行有序排列时的阻力，使MRE中形成的有序排列结构体增加，从而提高MRE的磁流变性能，而且能够简化MRE的制备工艺，减少MRE的制备时间。

技术领域

本发明涉及磁流变弹性体(MRE)技术领域，具体为一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置及方法。

背景技术

磁流变弹性体(MRE)预结构化过程和MRE硫化过程是磁流变弹性体材料制备中的两个重要过程。MRE预结构化是在磁场中将生料(即铁磁微粒与橡胶基体等混炼后的产物)中的铁磁微粒由无序排列状态改变为有序排列状态；MRE硫化是将预结构化的生料在橡胶硫化机上加热加压，使之熟化成为MRE产品。目前，MRE预结构化过程和MRE硫化过程是各自分离、顺次分步实施的。这种实施方法，在预结构化过程中铁磁微粒是在固体状态下的橡胶基体中重组排列为有序状态的，铁磁微粒在排列时所受的阻力很大，形成的有序排列体少，并且采用现有的MRE预结构化装置(专利号：ZL2014 2 0113932.2)时磁场强度固定，无法调节改变，不能适用于不同磁场强度要求下的预结构化处理；而在硫化过程中是进行无磁场的硫化，此时预结构化后的生料受热液化后将会使一部分有序排列体重新变为无序排列，进一步减少有序排列体，从而降低MRE的磁流变性能。

MRE的磁流变性能是MRE最重要的性能，它完全影响着MRE的实用性。但目前在MRE的研究以及实际使用中，尚无关于在MRE制备过程中提高MRE的磁流变性能的方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置及方法，以解决以上缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理装置，包括可闭合的磁路、磁场控制系统和温度控制器。

优选地，所述可闭合的磁路由底座铁芯、立柱铁芯、上梁铁芯、活动铁芯、铁磁性MRE模具、铁磁性上加热板、铁磁性下加热板组成。

优选地，所述活动铁芯通过上下移动来控制磁路断开或者闭合。

优选地，所述磁场控制系统由励磁线圈、直流电流控制器、场强仪组成，所述直流电流控制器通过对励磁电流的控制来调节励磁线圈产生磁场的强弱。

优选地，所述铁磁性上加热板、铁磁性下加热板、活动铁芯、温度控制器组成硫化加热加压系统。

优选地，所述铁磁性MRE模具、铁磁性上加热板、铁磁性下加热板均采用铁磁性材料制成以增加其磁导率。

优选地，所述场强仪中设置有场强传感器，所述场强传感器固定在活动铁芯的下方，所述场强仪用于监视磁路中磁场的大小和变化。

优选地，一种磁流变弹性体预结构化与硫化同步处理方法，包括以下步骤：

(1)将放有MRE材料的铁磁性MRE模具置于活动铁芯下方，下移活动铁芯使磁路闭合；

(2)调节温度控制器使铁磁性上加热板、铁磁性下加热板发热，并对铁磁性MRE模具加热，使MRE材料的胶性基体逐渐软化至流体状态，保持温度稳定对MRE材料进行硫化，此时保持活动铁芯始终作用在铁磁性上加热板上；

(3)通过直流电流控制器逐步调节励磁电路的励磁电流，直至达到需要的磁场强度，并保持到硫化过程的最终，对MRE材料进行预结构化处理；

(4)在对MRE材料保温完成硫化后，调节温度控制器逐步降低温度，同时降低励磁电路直至为零，撤销励磁磁场；