[发明专利]复合型钛酸锶电流变液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电介质材料，特别是涉及利用胶体化学方法来制备复合型钛酸锶电流变液及方法。

电流变液是目前很受重视的智能液体，当外加电场时，这种液体的粘滞性(即剪切强度)立即增大4-5个数量级(毫秒计)而变成类似固体。一旦撤去外电场，该材料又恢复原来的液体状态，其剪切强度近似与外加电场强度的平方成正比，从而通过调节外加电压可连续改变剪切强度。这种材料的新奇特性在技术上有重要的应用前景。其主要优点是响应时间快、连续可调、能耗低、便于计算机控制。可实现机电一体化的控制、传动、阻尼。例如可作减震器、离合器、无级调速、刹车、阀门等方面应用以及在自动化、机器人、汽车、航空等工业部门应用。

日本石油公司在1994年新材料展示会上推出的一种电流变液材料的剪切力为2Kpa(具体材料未有公开)。我们国家在八十年代后期有少数单位开始进行硅铝酸盐、聚丙烯腈基、聚异丁烯酸等电流变液材料和应用方面的研究。但目前世界上还找不到一种在低电压下，剪切强度高达5Kpa的化学结构稳定、比重小，不易沉降的无机盐电流变液材料。

我国在这方面已开展了大量研究工作，如：中国专利申请：95107425.3号公开了一种钛酸锶电流变液及其制备方法。该方法采用化学纯以上等级的原料，用SrCl₂、TiCl₄作为阳离子基团和MCl₃(其中M可以是La、Y、Nd、Ce等轻稀土元素)作为掺杂剂；乙二酸盐如：乙二酸钾、钠盐或草酸作为阴离子基团；还可以加入适量柠檬酸做为掩蔽剂，调节陈化溶液的PH值在2-5之间；也可再加入适量乙二酸醇脂做为溶剂起到溶胶作用，按Sr_1-XM_XTiO₃组成(其中X＝0-0.4)来配比称料，取SrCl₂按Sr²⁺0.05-0.4mol/l，TiCl₄按Ti⁴⁺0.05-0.4mol/l；乙二酸为0.1-0.8mol/l；并由Sr_1-XM_XTiO₃中X的含量确定MCL₃的重量，搅拌混合均匀，此为陈化液，再将陈化液置于50℃-70℃恒温水浴内陈化10-50分钟，然后用水冷，离心，经离心后所的沉淀物再用二次蒸馏水洗涤三次，一般的真空干燥后，放入马弗炉中950℃烧结5-10小时，可得到白色掺杂的钛酸锶颗粒；把它与硅油等按不同体积分比混合均匀，SrTiO₃+硅油按体积分比，即按： Φ = Vp Vp + V f ]]>

          Vp＝颗粒总体积式中

          V_f＝油的体积配成掺杂的钛酸锶电流变液。该方法由于其温度效应不够好，60℃时剪切强度降为2Kpa(2.5KV/mm)，高于60℃温度下剪切强度降低很大，无法应用。因此该方法有局限性，材料性能不够理想。

本发明的目的在于克服上述技术的缺点和不足，为了提高电流变液性能的综合指标，提供一种结构稳定，几乎不沉降，温度效应好，剪切强度更高，在90℃以上，2.5KV/mm(DC)剪切强度达7Kpa的做电流变液元器件(如减震器、离合器等有应用价值)的复合型钛酸锶电流变液以及提供一种简单适于工业化生产的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一、本发明的复合型钛酸锶电流变液由按中国专利申请号为95107425.3方法制得的SrTiO₃均匀分散颗粒中加入0.1-0.9M/L乙酰胺溶液做电流变效应促进剂，制成复合型钛酸锶电流变液材料，其分子式：(SrTiO₃)_1-Y(CH₃CONH₂)_Y其中Y＝0.1-0.7。

二、方法