Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

复合型钛酸锶电流变液及其制备方法

Abstract

本发明涉及一种复合型电介质材料的制造技术领域,特别是涉及利用胶体化学方法来制备电流变液的技术。本发明的目的是为了提供一种结构稳定,几乎不沉降,剪切强度高达7KPa的,可应用的电流变液及方法。本发明用SrCl2,TiCl4,乙二酸盐(或草酸),柠檬酸,乙二酸醇酯,乙酰胺等作原料,配制陈化液,经陈化、离心、洗涤、真空干燥、烧结,加入0.1—0.9M%乙酰胺促进剂,将溶液混均匀,经水浴蒸干和烧结得到复合型SrTiO3电液变液。再将它与200＃硅油按不同体积分比混合搅拌均匀制成复合型钛酸锶电流变液。该材料在施加2.5KV/mm电压,其剪切强度达7KPa,放置2个月后其沉降速率为98%。

Landscapes

Lubricants
Show more

CN1190119A

China

Download PDF Find Prior Art Similar
Other languages
English
Inventor
张玉苓
陆坤权
饶光辉
兰玉成
梁敬魁
马勇
Current Assignee
Institute of Physics of CAS
Worldwide applications
1997 CN
Application CN97100449A events
1997-02-04
Application filed by Institute of Physics of CAS
1997-02-04
Priority to CN97100449A
1998-08-12
Publication of CN1190119A
2000-08-02
Application granted
2000-08-02
Publication of CN1055111C
2017-02-04
Anticipated expiration
Status
Expired - Fee Related
Info
Patent citations (2)
Cited by (3)
Legal events
Similar documents
Priority and Related Applications
External links
Espacenet
Global Dossier
Discuss

Description

复合型钛酸锶电流变液及其制备方法
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Sr1-XMXTiO3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Sr1-XMXTiO3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 式中Vp＝颗粒总体积Vf＝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
本发明制备复合型钛酸锶电流变液方法是采用SrCl2，TiCl4，乙二酸盐(或草酸)、柠檬酸、乙二酸醇脂、乙酰胺等作原料，按Sr1-XMXTiO3比例称料，其中M＝La、Y、Nd、Ce，X＝0-0.4混合搅拌均匀配成陈化液，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，经离心后所得沉淀物再用二次蒸馏水洗涤三次，经真空干燥后，放入马弗炉中在950烧结5-10小时，可得到白色球形颗粒掺杂的钛酸锶颗粒，把浓度0.1-0.9M％乙酰胺溶液掺入，乙酰胺溶液是一种电流变效应的促进剂，当导电离子不够时，乙酰胺自身能产生一定的导电离子NH+ 4，所以加入乙酰胺能促进电流变效应。由于乙酰胺沸点221.2℃，在100℃以上均能增强电流效应。把掺入电流效应促进剂的白色球形颗粒掺杂钛酸锶搅拌均匀，在65℃水浴蒸干，放入马弗炉700℃下烧结4小时，取出后与200#硅油混合，其混合比例按体积比0.23-0.65混合均匀即为复合型钛酸锶电流变液。
本发明的复合型钛酸锶电流变液及方法的优点在于：
1、当施加低电压2.5Kv/mm时，该材料的剪切强度高达7Kpa
2、该材料几乎不沉降，放置550小时以上，其沉降速率达99％，放置2个月沉降速率为98％；
3、零场粘度近似为零；
4、化学结构稳定；
5、该材料呈球形链状多孔形的颗粒；可用于制备减震器，离合器电流变液元器件；
6、该方法制备简单，易于操作和工业化生产，成品率高。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细地说明：
图1、复合型SrTiO3球形链状，多孔形颗粒的透射电镜照片。
图2、复合型SrTiO3电流变液剪切强度对外加电场的变化曲线(不同温度下)。
图3、复合型SrTiO3电流变液沉降速率曲线。
图4、复合型SrTiO3电流变液剪切速率曲线。
表1是电流变液国际标准与本发明电流变液性能比较。
实施例1：制备复合型(SrTiO3)0.7(CH3CONH2)0.3电流变液：
将120ml浓度为1mol的乙二酸溶液加入含有50ml浓度为1mol/l SrCl2及50ml浓度为1mol/l TiCl4，柠檬酸10g，乙酸二醇脂10ml水溶液中，加水770ml，使混合后体系的组成为：0.05mol/l Sr2+、0.05mol/l Ti4+、0.12mol/l乙二酸，溶入17.7克乙酰胺搅拌均匀，将此陈化液置于65℃恒温水浴陈化50分钟，水冷，离心。所得沉淀物用二次蒸馏水洗涤三次，真空干燥，700℃烧结4小时，所得产物6克与200#硅油5毫升按体积分比0.30混匀成电流变液，其剪切强度与外加电场的关系如图2所示。工作温度高达80℃以上，沉降速率如图3所示。该复合型钛酸锶电流变液适于制作减震器等元器件。
实施例2：制备一种含Y的复合型(Sr0.8Y0.2TiO3)0.5(CH3CONH2)0.5电流变液。
将240ml浓度为1mol/l的乙二酸溶液加入含有100ml浓度为1mol/l SrCl2及100ml浓度为1mol/l TiCl4，20ml浓度为1mol/l YCl3，柠檬酸20g，乙二酸醇脂10ml水溶液中，加水510ml，使混和后体系的组成为：0.1mol/l Si2+，0.1mol/lTi4+、0.24mol/l乙二酸、0.02mol/l Y3+，溶入29.5克乙酰胺，搅拌均匀，将此陈化液置于60℃恒温水浴中陈化30分钟，可以加入柠檬酸使陈化液PH值调到2-5之间。经水冷、离心后所得沉淀物用二次蒸馏水洗涤三次，真空干燥，然后在马弗炉中700℃烧结4小时，即得原始配比为(Sr0.8Y0.2TiO3)0.5(CH3CONH2)0.5的白色颗粒即复合型钛酸锶钇颗粒，称其7克与200#硅油5毫升按体积分比为0.38配制成电流变液。本发明制备的掺钇复合型钛酸锶电流变液性能综合指标均达到在施加2.5KV/mm电压时，其剪切强度高达7Kpa。
实施例3：制备含Nd的复合型(Sr0.9Nd0.1TiO3)0.9(CH3CONH2)0.1钛酸锶电流变液
同实施例2工艺所述一样，按照Sr1-XMXTiO3组成选取M为Nd2O3 0.02mol/l，加入乙酰胺5.9克，搅拌均匀，将此陈化液置于60℃恒温水浴陈化30分钟，经水冷，离心后，所得沉淀物用二次蒸馏水洗涤三次，真空干燥，然后在马弗炉中烧结4小时，即得原始配比为(Sr0.9Nd0.1TiO3)0.9(CH3CONH2)0.1的白色颗粒，取6克上述产物与5ml200#硅油混合(体积分比为0.3)，搅拌均匀做成复合型掺钕的钛酸锶电流变液。
实施例4，制备工艺完全同实施例1，但溶入的乙酰胺为29.5克、所得的白色复合型钛酸锶颗粒原始配比为(SrTiO3)0.5(CH3CONH2)0.5。称取6克上述复合钛酸锶颗粒与200#硅油4ml混合(体积分比为0.4)制成复合型钛酸锶电流变液。
         表1  电流变液国际标准与本发明电流变液性能比较
    电流变液国际标准 复合型钛酸锶电流变液
最大减切应力     2-5千帕 ＞7千帕(2.2千伏/毫米)
  最大电场     ～4千伏/毫米(由击穿场强所限)     ～4千伏/毫米(由击穿场强所限)
  电流密度     ＜20微安/厘米2   ＜20微安/厘米2
  应用温度范围 +10to+90℃(离子型、直流)-25to+125℃(非离子型交流)    +10to90℃
稳定性 不能有杂质     沉降速率99％(550小时以上)无杂质、不分解
  响应时间     ≤几个毫秒     ≤几个毫秒
    密度     1-2克/厘米3    2.28克/厘米3
    粘度     0.2-1帕.秒     ＜1帕.秒

Claims (5)
Hide Dependent

1、一种复合型钛酸锶电流变液，其特征在于：其组成为(SrTiO3)1-Y(CH3CONH2)Y，其中Y＝0.1-0.7
2、一种制备权利要求1所述的复合型钛酸锶电流变液的方法，包括采用SrCl2、TiCl4、MCl3、乙二酸盐做原料，按Sr1-XMXTiO3比例称料，其中M＝La、Y、Nd、Ce，X＝0.1-0.4；混合搅拌均匀配成陈化液，将陈化液置于50℃-70℃恒温水内陈化10-50分钟，然后用水冷，离心，经离心后所得沉淀物再用2次蒸馏水洗涤三次，经真空干燥后，放入马弗炉中在950℃烧结5-10小时，可得白色球形颗粒掺杂的钛酸锶颗粒，其特征在于：把白色球形掺杂钛酸锶与0.1-0.9M％的乙酰胺溶液混合均匀后，在65℃水浴蒸干，放入马弗炉中700℃烧结4小时，取出(SrTiO3)1-Y(CH3CONH2)Y与200#硅油按0.23-0.65体积分比均匀混合。
3、按权利要求2所述的制备掺杂钛酸锶电流变液的方法，其特征在于：所述的原料MCl3中M＝La、Y、Nd、Ce的氯化物。
4、按权利要求2所述的制备掺杂钛酸锶电流变液的方法，其特征在于：所述的乙二酸盐原料为乙二酸钾、乙二酸钠。
5、按权利要求2所述的制备掺杂钛酸锶电流变液的方法，其特征在于：在SrCl2、TiCl4、MCl3、乙二酸盐配好的陈化液内加入柠檬酸，溶液的PH值保持在2-5之间。

Patent Citations (2)

Publication number Priority date Publication date Assignee Title
Family To Family Citations
CN1014426B * 1990-08-16 1991-10-23 本溪市玻璃研究所 不锈钢热穿孔用玻璃润滑剂
CN1034668C * 1992-11-20 1997-04-23 宝钢集团常州钢铁厂 热轧钢管芯轴的润滑剂
* Cited by examiner, † Cited by third party

Cited By (3)

Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006000163A1 * 2004-06-28 2006-01-05 China Patent Investment Limited Fluid suspensions with electrorheological effect
WO2007147347A1 2006-06-15 2007-12-27 Institute Of Physics Chinese Academy Of Sciences Fluide électrorhéologique de type à molécules polaires
CN100360650C * 2004-12-29 2008-01-09 西北工业大学 一种纳米钛酸盐电流变液
Family To Family Citations
* Cited by examiner, † Cited by third party, ‡ Family to family citation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shankland 1970 The equilibrium and structure of lecithin-cholate mixed micelles
Shaeiwitz et al. 1981 The mechanism of solubilization in detergent solutions
US5028568A 1991-07-02 Niobium-doped titanium membranes
CN1263573C 2006-07-12 纳米银粉的制备方法
CN101693196B 2012-01-11 一种银/二氧化钛复合物的制备方法
CN1055111C 2000-08-02 复合型钛酸锶电流变液及其制备方法
Bailey et al. 1992 The direct observation of structural development during vanadium pentoxide gelation
CN101880031A 2010-11-10 微乳液法制备纳米硫颗粒
CN1073739C 2001-10-24 掺杂的钛酸锶电流变液及其制备方法
CN101665269A 2010-03-10 一种粒径可控的钼酸镉八面体的制备方法
CN100370009C 2008-02-20 钛酸钙电流变液的制备方法
CN110218462A 2019-09-10 一种非离子乳化沥青及其制备方法
CN101082009A 2007-12-05 功能低聚硅氧烷接枝稀土掺杂纳米颗粒的电流变液的制备方法
CN1239684C 2006-02-01 高岭土/二氧化钛纳米复合颗粒电流变液材料及其制备方法
CN104386732A 2015-03-04 一种采用吸附隔离剂制备纳米氧化铈的方法与系统
CN1844305A 2006-10-11 钇铝石榴石制备方法
CN1216972C 2005-08-31 介孔型稀土掺杂二氧化钛电流变液
Liascukiene et al. 2021 Morphology-controlled precipitation of cerium oxalate crystals: The effect of water in nanostructured solvents
CN1539934A 2004-10-27 改性高岭土/钛氧化物纳米复合颗粒电流变液材料及其制备方法
CN1285715C 2006-11-22 二氧化钛/蒙脱土复相颗粒电流变液材料及其制备方法
CN1768914A 2006-05-10 一种尿素/甲酰胺复合纳米氧化钛电流变液的制备方法
CN100349802C 2007-11-21 微波合成稀土氟化物中空纳米粒子的制备方法
Wilcoxon et al. 1989 Formation of Metal Colloids in Inverse Micelles and Microemulsions
CN103450811A 2013-12-18 一种铝掺杂的铈锆固溶体抛光粉的制备方法
CN1142238C 2004-03-17 制备纳米荧光粉铝酸钇的方法

Priority And Related Applications

Priority Applications (1)

Application Priority date Filing date Title
CN97100449A 1997-02-04 1997-02-04 复合型钛酸锶电流变液及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Filing date Title
CN97100449A 1997-02-04 复合型钛酸锶电流变液及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
1998-08-12 C06 Publication
1998-08-12 PB01 Publication
2000-01-19 C10 Entry into substantive examination
2000-01-19 SE01 Entry into force of request for substantive examination
2000-08-02 C14 Grant of patent or utility model
2000-08-02 GR01 Patent grant
2004-04-07 C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
2004-04-07 CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Concepts

machine-extracted
Download Filter table
Name Image Sections Count Query match
composite material title,claims,abstract,description 21 0.000
liquid title,claims,description 33 0.000
strontium titanate title,claims,description 28 0.000
preparation method title,description 7 0.000
Oxalic acid claims,abstract,description 34 0.000
fluid claims,abstract,description 26 0.000
citric acid claims,abstract,description 21 0.000
Acetamide claims,abstract,description 20 0.000
aging claims,abstract,description 20 0.000
method claims,abstract,description 18 0.000
water claims,abstract,description 14 0.000
SrTiO claims,abstract,description 12 0.000
sintering claims,abstract,description 10 0.000
Mus musculus Colec12 gene claims,abstract,description 8 0.000
vacuum drying claims,abstract,description 7 0.000
mixing claims,abstract,description 6 0.000
raw material claims,abstract,description 6 0.000
aging claims,description 18 0.000
particle claims,description 14 0.000
silicone oil claims,description 8 0.000
yttrium claims,description 8 0.000
stirring claims,description 6 0.000
Neodymium claims,description 4 0.000
weighing claims,description 4 0.000
Cerium claims,description 3 0.000
lanthanum claims,description 3 0.000
water by type claims,description 3 0.000
oxalic acid;potassium claims,description 2 0.000
oxalate claims 3 0.000
distilled water claims 1 0.000
sodium oxalate claims 1 0.000
sodium oxalate claims 1 0.000
material abstract,description 12 0.000
oxalic acid abstract,description 8 0.000
washing abstract,description 6 0.000
substance abstract,description 5 0.000
engineering process abstract,description 4 0.000
manufacturing process abstract,description 3 0.000
sedimentation abstract,description 3 0.000
colloidal system abstract,description 2 0.000
compound strontium titanate abstract,description 2 0.000
Ethylene glycol abstract 2 0.000
Silicon abstract 1 0.000
TiCl4 abstract 1 0.000
dielectric material abstract 1 0.000
evaporation abstract 1 0.000
hydroxyacetaldehyde abstract 1 0.000
oil abstract 1 0.000
silicon abstract 1 0.000
silicon abstract 1 0.000
Show all concepts from the description section