一种毫米颗粒均布及链状排列磁敏弹性体制备装置

摘要

一种毫米颗粒均布及链状排列的磁敏弹性体制备装置，它包括底座、L型侧板、螺钉、下小挡板、上小挡板和圆孔板；底座位于地面上，其上端面与L型侧板下端面通过螺钉连接；下小挡板置于底座上端面，其侧面与L型侧板通过双面胶粘接；上小挡板的下表面置于下小挡板的上表面，如此反复，将各上小挡板层层叠放；在摆放颗粒位置时，圆孔板置于上小挡板的上端；本发明结构简单、易于操作，可以根据不同的需求，人为设置颗粒在基体里的分布状况，制备理想的磁敏弹性体，为毫米级大颗粒磁敏弹性体的研究提供材料制备保障。

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种磁敏弹性体的制备装置，尤其涉及一种毫米颗粒均布及链状排列磁敏弹性体制备装置。该磁敏弹性体制备装置可以根据不同的需求，人为设置颗粒在基体里的分布状况，制备理想颗粒排布的磁敏弹性体。该装置将为毫米级大颗粒磁敏弹性体的研究，提供材料制备保障。属于材料科学与材料工程技术领域。

（二）背景技术

磁流变弹性体作为一种新型的智能材料，兼具有磁流变液和弹性体材料的特性，其力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能均可以随外界磁场强度的变化而发生改变，而且该材料磁致性能较零磁场性能有显著地提高，具有广阔的应用前景。

由磁性颗粒分散于基体中制成聚合物(弹性体)的历史已有20余年。最早是由日本丰田中心研发实验室的T.Shiga等学者，利用硅树脂与铁粉混合制备出具有磁控性能的磁致粘弹性的凝胶。后来，这些研究者们又对硅橡胶为基体的磁敏弹性体性能进行了改进。我国在磁流变材料方面的研究起步较晚。2002年，中国科学技术大学龚兴龙等研究者对磁敏弹性体进行了开拓性研究，制备了磁敏弹性体样品，并探讨了其微观模型和力学性能测试的方法，为MRE性能的改进和工程应用打下了基础。

目前，大多数磁敏弹性体的增强物为微米级颗粒，制备方法主要采用共混、浇注加磁场成型等技术，工艺繁琐。主要存在的问题是：在力学性能测试中，不能在宏观尺度上观察出磁敏弹性体试件的基体变形和颗粒运动状况；另外，就制备方法而言，也不能实现颗粒排布的均匀化和理想化。即使是在同一制备条件下，试件之间也存在差异，实验的对比性不强。因此，如何能够制备出高性能的磁敏弹性体，使颗粒呈现理想的空间分布，一直是研究的重点和难点。

本发明设计了一套毫米级颗粒的磁敏弹性体制备装置，为大颗粒磁敏弹性体的研究提供了有力地保障，具有深远的工程意义。

（三）发明内容

1、目的：

本发明的目的是提供一种毫米颗粒均布及链状排列磁敏弹性体制备装置，其结构简单、易于操作。该制备装置可以根据不同的需求，人为设置颗粒在基体里的分布状况，制备理想的磁敏弹性体，为毫米级大颗粒磁敏弹性体的研究提供材料制备保障。

2、技术方案：

本发明一种毫米颗粒均布及链状排列的磁敏弹性体制备装置，它包括：底座、L型侧板、螺钉、下小挡板、上小挡板和圆孔板；它们之间的位置连接关系是：底座放于地面上，其上端面与L型侧板下端面通过螺钉连接；下小挡板置于底座上端面，其侧面与L型侧板通过双面胶粘接；上小挡板的下表面置于下小挡板的上表面；如此反复，将各上小挡板层层叠放；在摆放颗粒位置时，圆孔板置于上小挡板的上端。

所述底座是矩形截面平板，是装置的支撑部件，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述L型侧板，外形呈L型，是装置的侧挡板和骨架，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述下小挡板是矩形截面钢板，其为初次灌胶的挡板，用于密闭装置，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述上小挡板是矩形截面钢板，其为每层灌胶的挡板，并用于密闭胶体，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述圆孔板是带定位槽和圆孔的矩形薄板，用于确定颗粒在磁敏弹性体中的位置，其选用低碳钢或普通钢材制作。

其中，圆孔板上的孔径为2至8毫米；孔的数量为9至144个。

本发明工作流程如下：

首先，将底座与L型侧板通过螺钉固连。然后，利用普通粘合剂（如双面胶），将下小挡板与底座上表面及L型侧板侧面粘接牢固。其次，灌入一定体积的基体胶，胶体的高度不能超过下小挡板的高度。再次，利用双面胶，将上小挡板粘接在下小挡板上端及侧板侧面。待基体胶固化后，再灌入少许体积的胶体。当新灌入的胶体的凝固度能够使铁磁颗粒放置其上而不会下沉时，将圆孔板放置在上小挡板的上端，并利用圆孔板摆放一层颗粒。将此制备装置置于通风处一段时间。当颗粒在胶体中保持静止时，移去圆孔板。重复上述步骤，直至完成试件制作后，脱模。

3、本发明一种毫米颗粒均布及链状排列的磁敏弹性体制备装置，其特点是：

①该制备装置能够使磁敏弹性体试件内毫米级颗粒实现完全理想的均匀或链状分布。

②该制备装置操作简单，结构紧凑，经济实用，体积小。

③该制备装置能够为毫米级颗粒磁敏弹性体的研究，提供有力的材料制备保障。

（四）附图说明

图1本发明的制备装置的等轴示意图

图2本发明的制备装置的正视图

图中符号说明如下：

1底座；2侧板；3螺钉；4下小挡板；5上小挡板；6圆孔板。

（五）具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述：

见图1、图2，本发明一种毫米颗粒均布及链状排列的磁敏弹性体制备装置，它包括：底座1、L型侧板2、螺钉3、下小挡板4、上小挡板5和圆孔板6。它们之间的位置连接关系是：底座1放于地面上，其上端面与L型侧板2下端面通过螺钉3连接；下小挡板4置于底座1上端面，其侧面与L型侧板2通过双面胶粘接；上小挡板5的下表面置于下小挡板4的上表面；如此反复，将各上小挡板层层叠放；圆孔板6在摆放颗粒时置于小挡板的上端。

所述底座1是矩形截面平板，是装置的支撑部件，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述L型侧板2，其外形呈L型，是装置的侧挡板和骨架，其选用低碳钢或普通钢材制作；

所述下小挡板4是矩形截面钢板，其为初次灌胶的挡板，用于密闭装置下端，其材料选用碳钢或普通钢材；

所述上小挡板5是矩形截面钢板，其为每层灌胶的挡板，并用于密闭胶体，其材料选用低碳钢或普通钢材；

所述圆孔板是带定位槽和圆孔的矩形薄板，用于确定颗粒在磁敏弹性体中的位置，其材料选用低碳钢或普通钢材。其中，圆孔板上的孔径为2至8毫米；孔的数量为9至144个。

本发明制备试件时，磁敏弹性体中颗粒链之间的距离由上小挡板5的宽度决定，颗粒链内相邻颗粒之间的距离由圆孔板6决定。研究者可以根据不同的颗粒排列方式，对上小挡板5和圆孔板6自行设计、更换。