【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁流变弹性体制备的，具体涉及一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置及方法。
技术介绍
1、磁流变弹性体是一种重要的磁敏智能材料，通常可以通过将微米级软磁性颗粒分散在非磁性高分子聚合物中来固化制备。当在材料固化时将其置于外磁场中，可以制备得到各向异性磁流变弹性体。固化完成后，磁性颗粒在基体中的相对位置被“锁定”。在外磁场存在的情况下，由于磁性粒子对磁场的敏感响应，磁流变弹性体会产生磁流变效应，即表现出随磁场强度变化的物理或机械特性，例如可控模量和阻尼性能。现有研究表明，各向异性磁流变弹性体磁流变效应比各向同性磁流变弹性体更明显。磁流变弹性体随磁场变化的特性使其在汽车、火车、舰船等运载工具的减振降噪领域具有重要应用。然而，目前批量制备磁流变弹性体或大片层磁流变弹性体制备方面仍然面临一些挑战。尤其是在制备各向异性磁流变弹性体方面，需要在制备过程中为材料提供预结构磁场环境，面临着工艺流程复杂、固化时间过长以及制备效率低下等问题。这些因素导致了制备磁流变弹性体的成本较高而生产效率较低。因此，迫切需要一种高效、稳定且经济的电磁装置来实现磁流变弹性体的批量生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，结构简单，可以通过控制电磁铁的电流开、断状态，控制圆环状的制样槽中径向预结构电磁场的开、断状态，使磁流变弹性体样品内的磁性颗粒沿径向排列或随机分布，预制出圆环状磁流变弹性体切割母体，降低了制备磁流变弹性体的难度。
2、
3、本专利技术实现目的之一所采用的方案是：一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，包括套筒、盖设于套筒顶部的顶盖和设置于套筒底部的底盖，所述套筒内设置有电磁铁，所述电磁铁包括电磁铁芯、设置于电磁铁芯内的电磁线圈、及设置于电磁铁芯内的非磁性环状隔断垫片，所述非磁性环状隔断垫片位于所述电磁线圈外围，所述套筒、电磁铁芯、电磁线圈及非磁性环状隔断垫片均为同轴设置；所述电磁铁与套筒内壁之间设置有环状制样槽，用于容纳磁流变弹性体；所述电磁铁与电源电性连接。
4、优选地，所述电磁铁芯包括下电磁铁芯以及上电磁铁芯，所述下电磁铁芯和上电磁铁芯对称装配，所述下电磁铁芯以及上电磁铁芯分别对称设置有第一凹槽和第二凹槽，装配后第一凹槽和第二凹槽配合形成用于容纳所述电磁线圈的环状闭合容纳槽。
5、优选地，所述下电磁铁芯以及上电磁铁芯分别对称设置有第三凹槽和第四凹槽，装配后所述有第三凹槽和第四凹槽形成用于容纳所述非磁性环状隔断垫片的环状容纳槽。
6、优选地，所述非磁性环状隔断垫片的内径与所述电磁线圈的外径相同，所述非磁性环状隔断垫片的外径与所述电磁铁的外径相同。
7、优选地，所述电磁铁芯设置有两个第一穿线孔，用于导通所述电磁线圈和电源的正、负两条供电电线。
8、优选地，所述外部套筒沿轴线剖分为左、右对称两部分，并通过管卡固定。
9、优选地，所述制样槽的宽度为2-6mm。
10、优选地，所述底盖和顶盖均分别设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台的宽度均与制样槽的宽度一致。
11、本专利技术实现目的之二所采用的方案是：一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的方法，采用所述的电磁装置进行制备，包括如下步骤：
12、方法a：批量制备各向同性硅橡胶基磁流变弹性体
13、a1、按比例称取双组份液体硅橡胶的组份a、组份b和羰基铁颗粒，并充分混合均匀；
14、a2、将步骤a1得到的混合体系进行脱气；
15、a3、将脱气后的混合物倒入所述电磁装置的制样槽中，并使制样槽密封；
16、a4、将制样槽中的混合物进行固化，制备出具有宏观环状外形的各向同性硅橡胶基磁流变弹性体；
17、方法b：批量制备各向异性硅橡胶基磁流变弹性体
18、b1、按比例称取双组份液体硅橡胶的组份a、组份b和羰基铁颗粒，并充分混合均匀；
19、b2、将步骤b1得到的混合体系进行脱气；
20、b3、将脱气后的混合物倒入所述电磁装置的制样槽中，并使制样槽密封；
21、b4、将所述电磁装置的电磁铁线连接稳流直流电源，产生径向穿过状制样槽的匀强磁场，并通电一段时间对磁流变弹性体进行预结构化；
22、b5、将预结构化后的磁流变弹性体原料进行固化，获得具有宏观环状外形的各向异性硅橡胶基磁流变弹性体。
23、具体的，方法a：批量制备各向同性硅橡胶基磁流变弹性体：
24、(1)将所述内部电磁铁芯(11)、电磁线圈(1-2)和隔断垫片(1-3)同轴心装配，搭建内部电磁铁(1)；
25、(2)将所述电磁线圈(1-2)的两根电源线通过上部电磁铁芯(112)所设有的两个穿线孔(1-121)穿出；
26、(3)将搭建好的内部电磁铁(1)与外套筒(4)同轴心装配，并利用所述底部封盖(2)的凸台进行卡位固定，形成圆环状制样槽；
27、(4)分别按一定比例称取双组份液体硅橡胶的组份a、组份b和羰基铁颗粒，并充分混合均匀；
28、(5)将步骤(4)得到的混合体系放入真空箱进行脱气；
29、(6)将脱气后的混合物倒入步骤(3)搭建的圆环状的制样槽中；
30、(7)将步骤(2)穿出的电源线由内而外穿出所述上端封盖(5)的两个穿线孔(5-1)，并利用其凸台封盖住圆环状制样槽槽口；
31、(8)将含有磁流变弹性体原料的制备装置整体放入干燥箱中加热进行固化，获得各向同性硅橡胶基磁流变弹性体；
32、(9)将电磁装置外套筒、上部端盖、下部端盖以及电磁铁进行拆解，使固化完成的样品脱模，制备出具有宏观环状外形的磁流变弹性体，并沿其母线剪开，展开为大片矩形磁流变弹性体；
33、(10)将步骤(9)大片矩形各向同性磁流变弹性体进行激光切割，分割成批量各向同性磁性弹性体试样。
34、方法b：批量制备各向异性硅橡胶基磁流变弹性体
35、(1)将所述内部电磁铁芯(11)、电磁线圈(1-2)和隔断垫片(1-3)同轴心装配，搭建内部电磁铁(1)；
36、(2)将所述电磁线圈(1-2)的两根电源线通过上部电磁铁芯(112)所设有的两个穿线孔(1-121)穿出；
37、(3)将搭建好的内部电磁铁(1)与外套筒(4)同轴心装配，并利用所述底部封盖(2)的凸台进行卡位固定，形成圆环状制样槽；
38、(4)分别按一定比例称取双组份液体硅橡胶的组份a、组份b和羰基铁颗粒，并充分混合均匀；
39、(5)将步骤(4)得到的混合体系放入真空箱进行脱气；
40、(6)将脱气后的混合物倒入步骤(3)搭建的圆环状的制样槽中；
41、(7)将步骤(2)穿出的电源线由本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：包括套筒(4)、盖设于套筒(4)顶部的顶盖(5)和设置于套筒底部的底盖(2)，所述套筒(4)内设置有电磁铁(1)，所述电磁铁(1)包括电磁铁芯(1-1)、设置于电磁铁芯(1-1)内的电磁线圈(1-2)、及设置于电磁铁芯(1-1)内的非磁性环状隔断垫片(1-3)，所述非磁性环状隔断垫片(1-3)位于所述电磁线圈(12)外围，所述套筒(4)、电磁铁芯(1-1)、电磁线圈(1-2)及非磁性环状隔断垫片(1-3)均为同轴设置；所述电磁铁(1)与套筒内壁之间设置有环状制样槽(3)，用于容纳磁流变弹性体；所述电磁铁(1)与电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述电磁铁芯(11)包括下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)，所述下电磁铁芯(111)和上电磁铁芯(112)对称装配，所述下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)分别对称设置有第一凹槽(1-111)和第二凹槽(1-121)，装配后第一凹槽(1-111)和第二凹槽(1-121)配合形成用于容纳所述电磁线
3.根据权利要求2所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)分别对称设置有第三凹槽(1-112)和第四凹槽(1-122)，装配后所述有第三凹槽(1-112)和第四凹槽(1-122)形成用于容纳所述非磁性环状隔断垫片(1-3)的环状容纳槽。
4.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述非磁性环状隔断垫片(1-3)的内径与所述电磁线圈(12)的外径相同，所述非磁性环状隔断垫片(1-3)的外径与所述电磁铁(1)的外径相同。
5.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述电磁铁芯(111)设置有两个第一穿线孔(1-123)，用于导通所述电磁线圈(1-2)和电源的正、负两条供电电线。
6.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述外部套筒(4)沿轴线剖分为左、右对称两部分，并通过管卡(4-1)固定。
7.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述制样槽(3)的宽度为2-6mm。
8.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述底盖(2)和顶盖(5)均分别设置有卡设于制样槽(3)的第一凸台(2-1)和第二凸台(5-1)，所述第一凸台(2-1)和第二凸台(5-1)的宽度均与制样槽(3)的宽度一致。
9.一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的方法，其特征在于：采用如权利要求1-8中任一项所述的电磁装置进行制备，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的方法，其特征在于：所述方法A1和B1中，羰基铁颗粒占双组份液体硅橡胶和羰基铁颗粒的总质量的20％～80％。
...【技术特征摘要】
1.一种批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：包括套筒(4)、盖设于套筒(4)顶部的顶盖(5)和设置于套筒底部的底盖(2)，所述套筒(4)内设置有电磁铁(1)，所述电磁铁(1)包括电磁铁芯(1-1)、设置于电磁铁芯(1-1)内的电磁线圈(1-2)、及设置于电磁铁芯(1-1)内的非磁性环状隔断垫片(1-3)，所述非磁性环状隔断垫片(1-3)位于所述电磁线圈(12)外围，所述套筒(4)、电磁铁芯(1-1)、电磁线圈(1-2)及非磁性环状隔断垫片(1-3)均为同轴设置；所述电磁铁(1)与套筒内壁之间设置有环状制样槽(3)，用于容纳磁流变弹性体；所述电磁铁(1)与电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述电磁铁芯(11)包括下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)，所述下电磁铁芯(111)和上电磁铁芯(112)对称装配，所述下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)分别对称设置有第一凹槽(1-111)和第二凹槽(1-121)，装配后第一凹槽(1-111)和第二凹槽(1-121)配合形成用于容纳所述电磁线圈(1 2)的环状闭合容纳槽。
3.根据权利要求2所述的批量制备硅橡胶基磁流变弹性体的电磁装置，其特征在于：所述下电磁铁芯(111)以及上电磁铁芯(112)分别对称设置有第三凹槽(1-112)和第四凹槽(1-122)，装配后所述有第三凹槽(1-112)和第四凹槽(1-122)形成用于容纳所述非磁性环状隔断垫片(1-3)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔炎亮，李彦苍，赵亚军，郭士军，申彦利，霍占磊，李正，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：
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