[发明专利]一种磁流变液再分散性定量测试方法

说明书

本发明公开了一种磁流变液再分散性定量测试方法，其包括如下步骤：1)将待测磁流变液装入容器内，离心沉降；2)将离心完毕的待测磁流变液通过容器转移至液氮中进行整体冷冻，冷冻时间为10～120s；3)在距冷冻成型的待测磁流变液底部距离为h处切片，所述切片的厚度为1.5±0.1mm；4)通过公式计算步骤3)得到的切片中分散相颗粒的体积分数；5)将步骤3)得到的切片放入流变仪中进行静态结构指标和流变指标的确定。其能够解决现有磁流变液定性表征中存在的定量困难、测试缓慢、结果准确性差的问题。

技术领域

本发明涉及智能材料技术领域，具体涉及一种磁流变液再分散性定量测试方法。

背景技术

磁流变液作为一种具有工程应用价值的新型智能材料，具有可逆的流变性能、响应时间短等特点，在工程控制器件、机械传动、大型工程防震抗震、精密仪器加工等领域具有广泛的应用前景。磁流变液属于固液二相流体，由于磁性颗粒与载液之间的密度差以及颗粒的高表面能等客观存在的特征，使得磁流变液成为热力学不稳定体系，随着时间变化，固体颗粒的聚集和沉降将不可避免。

磁流变液的沉降可以通过磁流变器件本身的运动，使分层的磁流变液重新分散混合，恢复均匀状态。若发生沉降后的磁性颗粒结块成团，则即使强力搅拌，也不能使颗粒再次均匀的分散到载液中，从而失去应用价值。因此，磁流变液沉降后再分散的难易程度将成为制约材料应用的一个关键指标，如何科学地评价磁流变液材料的再分散能力是一个迫切需要解决的现实问题。

现有的关于磁流变液再分散性能的表征和评估，主要是通过对样品板结情况的观察和QXP型刮板细度计测量，或借用颜料沉降的ASTM评级法等进行定性的表征。这些方法存在定量困难的问题，无法反映局部的再分散性能，并且不客观，有很大的人为影响因素，并且测试缓慢，结果准确性差，在实际应用中，无法客观准确地评价磁流变液的再分散性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁流变液再分散性定量测试方法，其能够解决现有磁流变液定性表征中存在的定量困难、测试缓慢、结果准确性差的问题。

本发明所述的磁流变液再分散性定量测试方法，其包括如下步骤：

1)将待测磁流变液装入容器内，离心沉降；

2)将离心完毕的待测磁流变液通过容器转移至液氮中进行整体冷冻，冷冻时间为10～120s；

3)在距冷冻成型的待测磁流变液底部距离为h处切片，所述切片的厚度为1.5±0.1mm；

4)通过公式计算切片中分散相颗粒的体积分数，称量步骤3)得到的切片的质量M₁(h)，然后使用石油醚洗涤切片至少三次以祛除载液并干燥，称量干燥后的切片的质量M₂(h)，计算公式为：

式中为分散相颗粒的体积分数，ρ_CI为分散相颗粒的密度，ρ₀为载液的密度；

5)将步骤3)得到的切片放入流变仪中进行静态结构指标和流变指标的确定。

进一步，所述步骤5)中采用振幅振荡剪切法确定磁流变液的静态结构指标，使用平行板夹具，测试间隙1mm，测试温度为20～25℃，通过振幅扫描试验，获得切片的流动点，振荡剪切的振幅呈对数增长，剪切频率保持恒定，为1～10Hz；将切片在流动前的振幅扫描曲线积分值与分散相颗粒的体积分数的商作为静态结构指标，计算公式为：

式中SSI为静态结构指标，为分散相颗粒的体积分数，γ_final为流动点处的应变，γ_initial为测试起点，G’为储能模量，流动点定义为G″＝G′，G″为损耗模量。

进一步，所述步骤5)中的流变指标包括应力流变指标和温度流变指标；