聚氨酯基磁流变材料磁控电磁学特性研究

摘要

磁流变材料是一种磁控智能材料，主要由高分子聚合物基体和微米级磁性颗粒组成。磁流变材料内部磁性颗粒分布和颗粒的磁化强度都会因外加磁场的变化而发生改变，因而其电磁学特性可以在磁场控制下发生连续可逆变化，使其在传感器件、智能吸波材料、磁控电学元件、仿生皮肤等领域都具有很大的发展潜力和应用前景。由于目前磁流变材料磁控电磁学特性研究还很薄弱，本文以聚氨酯材料为基体，分别对磁流变胶的磁控电阻特性和预结构磁流变弹性体的介电常数、磁导率和吸波性能进行了研究。具体工作包括以下几个方面：
　　（1）介绍了不同磁流变材料的特点以及磁流变材料磁控电磁学特性研究的国内外现状，根据磁流变胶的优点以及目前磁控电磁学特性研究的不足提出了本文的主要研究内容。
　　（2）完成聚氨酯磁流变胶和预结构磁流变弹性体的制备，根据测试要求将磁流变胶封装成电阻，并建立了磁控电阻率和介电常数、磁导率测试系统。
　　（3）对磁流变胶的磁控电阻特性进行了测试，研究并分析了铁粉含量、基体粘度和石墨添加对其磁控电阻率的影响；使用非均匀磁化的思想对磁流变胶的磁化曲线进行了理论计算，并进行了实验验证；根据偶极子理论和逾渗理论对磁流变胶的电导率与磁场强度和铁粉体积分数的关系进行了理论推导和数据拟合，取得较好的效果。
　　（4）通过在聚氨酯磁流变弹性体制备过程中施加恒定磁场，将铁粉颗粒在磁场下的分布结构固化在固态基体中，测试了预结构磁场强度和方向对磁流变弹性体介电常数、磁导率和反射率损耗的影响，并对结果进行了初步的理论分析。
　　最后总结了全文的研究工作，介绍了论文的特色和创新之处，并指出本文仍需进一步研究的问题。

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目录

1绪论

1.1 磁流变材料

1.2磁流变材料特点及问题分析

1.3 磁流变材料电磁学特性研究进展

1.4 论文的学术意义及研究内容

2 聚氨酯磁流变材料的制备

2.1聚氨酯材料的简介

2.2聚氨酯磁流变胶的制备

2.3 本章小结

3测试与表征系统

3.1电阻率测试系统

3.2动态粘度测试系统

3.3介电常数和磁导率测试系统

4 聚氨酯磁流变胶磁控电阻率研究

4.1 磁流变胶电阻率在磁场下的变化与分析

4.2 铁粉的质量分数对磁流变胶电阻率的影响

4.3基体粘度对磁流变胶电阻率的影响

4.4添加石墨降低磁流变胶的电阻率

4.5 磁流变胶磁化强度和电导率的计算

4.6本章小结

5 预结构磁流变弹性体电磁特性研究

5.1引言

5.2 磁流变材料对电磁波损耗原理

5.3 预结构磁场对MRE电磁性能的影响

5.4本章小结

6 全文总结与展望

6.1 本文的工作总结

6.2 工作的不足之处与工作展望

致谢

参考文献

附录

A作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目

C作者在攻读硕士学位期间获奖情况