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摘要：新阶段，电流变液智能材料在工程技术当中的应用已经越来越普遍，本文对其特性进行了较为全面的归纳以及总结，并且对电流变液厂未来的发展情况进行了分析以及展望。
关键词：电流变液；智能材料；工程技术；应用探究
就现阶段我国行业内的发展形式来看，电流变液是一种新型技术，在我国兴起的时间并不长，在工业上应用之后，被业内人员称为“半导体技术应用之后的又一革命”，其关键在于此项技术成功应用了一种新型的智能材料，并且在实际运行的过程中，达到了较为理想的效果，这种智能材料是一种被称为智能材料的液体，电流变成液体之后，在外界强压电的作用之下，电流变体表现出较为明显的牛顿体行为，尤其是当剪应力与剪切速率成正比的时候，其效果更加明显。早期所开发的电流变液体，绝大多数都含有一定的水分，其主要原因是由于具有高电常数的小颗粒和有低电常数的油液的均匀悬浮物状的液体，通常由两部分来组成，即分散介质和分散相，分散介质一般是指具有较低粘度以及导电率的特殊性能流体，分散相是指分散于液体中的粒子，例如沸石以及电陶瓷等等，这些分散相所产生的电流是导致电流变效应的关键因素。通常情况下，含水的电流变电体有以下的缺点：第一，当温度升高的时候，电荷在粒子间的游动速度会加快，从而在一定程度上导致电力消耗速度的加快；第二，当温度升高的时候，溢出的水会对电流变体的设备造成一定的腐蚀。
1电流变液的基本作用机理
现阶段，我国关于电流变液主要有以下几种观点。
1.1静电极化模型
在高电压下的电流变液当中的例子，由于极化发生电荷的分离，正电荷向靠近负电级的一端移动，负电荷会向靠近正极的一端进行移动，结果粒子两端含有正负极电荷，相邻的粒子由于经典的吸引会出现互相连接的情况，形成链状结构进而粗化成粒子柱。其模型在实际应用的过程中，取得了较为理想的效果。
1.2“水桥”模型
现阶段，我国行业内的技术发展已经达到了一个新的高度。在外界电厂的作用之下，粒子的两极化越来越明显，由于水中电渗透作用越来越明显，最终自由粒子会渗透到粒子的两端，并且相邻的粒子表面会形成“水桥”，从而使水分子紧密的连接到一起，这种情况，在宏观上被称为凝胶态[1]。
1.3渗透理论
渗透理论是指当电流在变成固体的时候，固体粒子之间会相互吸引，其相互作用力会对粒子造成很大的影响，如果粒子之间的距离相对较短，其作用力会变的更大，我国行业内的专家曾经估算过，其电流变体的体积变化高达64%，这可以说是一次惊人的发现，当作用大范围小于粒子自身体积的时候，其表面积的作用力就越大，临界点的积分率还会进一步的降低。
2电流变液体的应用
在西方发达国家，尤其是美国、英国、日本以及德国，已经开始大力开展电流在电厂感应下的固液转变研究，并且都取得了一定的成果，其中，美国国家能源部门在1993年就已经一项对于电流变液研究需求进行评估的报告，在报告中言到电流变液将使工业进行一次较为全面的改革，是行业发展的一次历史性的转折，同时也会使若干相关部门受到很大的影响，这些部门主要包括：自动化设备工业、通用以及专业机械工业、油压机械部门以及交通工业相关部门等等。根据电流变液在电场作用下粘度的变化情况来看，主要有三种工作形态，即剪切模型、流动模型以及压缩模型。剪切模型主要整理的是当量平行极板产生相对运动作用力的时候，会有剪切阻力；流动模型是指当两极板固定不动，电流之间的变液体能在极板之间运动，从而产生流动模型；压缩模型主要是指当两平行极板由于受到外力的作用开始进行相背或者是相向运动的时候，极板之间的间距会在一定程度上增加或者减小。一般情况下，其在工业上的应用主要有以下类型：第一，离合器以及制动器等。现阶段，这类工业装置在我国应用极为广泛，其工作原理主要是将电流变液放在有相对运动的机械部件之间，通过电压的输送来完成机械的运转，这种运转模式不仅方便快捷，并且在很大程度上提升了工作的质量，应用这种方法的离合器与传统的离合器相比较有较为明显的优势，其主要优点表现在结构简单、机械磨损小并且噪声相对较低，在实际应用的过程中，有较为理想的效果，并且其并不具备传统齿轮的传动系统；第二，减震器以及发动机支座等。这类装置在实际运行的过程中，主要的工作原理是使ER流体在静止的管道当中进行流动，以此来产生流动的模型，通过改变电流以及电压来改变物体的粘度，这样的方法在实际应用的过程中，有较为理想的效果，可以有效的控制流体流动的速度，现阶段，这种方法较为常用，智能化的液压阀是这类装置当中的典型例子，除此之外，减震器是目前已经研发成功的并且有较好实验效果的装置，由于其减震的幅度很大，还具有可调控范围的优点，在应用的过程中效果较为理想，也希望其可以早日全面向市场推广；第三，ER虚拟现实手套。我国的虚拟环境系统是一项崭新的技术，此项技术在实际应用的过程中，取得了一定的成果[2]。但是，就我国此项技术目前的发展情况来看，缺少补充的触觉以及动觉等系数的反馈，此项技术目前还在研发当中，主要是通过对于刚度的控制来完成对于其自身使用效果的控制，目前还不能达到实时的动态反馈，这是我国现阶段行业内急需突破的技术重点之一；第四，ER材料的具体应用。此项技术在我国的应用主要体现在两方面，即低温流体与火箭燃料的应用以及ER复合梁的应用，这两种应用的发挥在那时在各自的领域内都有不错的表现。低温流体与火箭燃料：将高能燃料与铝粉放在液态氧中支撑悬浮液，由于这种燃料可通过计算机精准的控制流动，与传统的控制方法相比较不仅提升了效率同时也提升了质量，由于这种控制方法并不需要机械的传动部分，因此较为适合低温的应用，其另一个较为明显的优点就是可以充分的利用其材料固态与液态变化的可逆性，在运输的过程中，使其发生固化，在燃烧的时候再变为液体。除此之外，在实际应用的过程中还可以有效的控制燃料的年度。ER复合梁：主要运行原理是通过对电压进行控制，调节ER的粘度，并使其在瞬间改变结构以及其自身的阻力，这样可以很好的达到减震的效果。由上述内容可以看出，电流变液装置在实际应用的时候体现出了许多传统装置所不具备的优点，其主要体现在：可以有效的提高计算机的精准控制能力，其响应的速度有了很大程度的提升，并且控制范围较宽，变化也是连续性的，这些都是传统技术所不具备的，因此可以预料，此项技术将会随着我国行业的科技水平不断进步从而实现对于相关领域的全面覆盖。
3新的电流变液体材料的未来发展方向
对于现阶段我国的电流变液体材料来说，其技术还存在着一定的不足，需要相关技术人员对其进行完善。人们开始逐渐重视对单向ER流体的研制，例如在对弥散在溶剂中的液晶高分子流体进行研究，液晶高分子的剪切速率很快，其流体的粘度也有很大程度的增加，并且由于其是单向运动，所以并不存在沉淀的问题，也不存在摩擦问题，这与实际工程中的运行情况大致相同。并且经过深入的研究之后发现，纯ER流体的流速相对较快，流体所产生的应力相对较大，因此将其进行技术上的结合有较为理想的效果，这也是此项技术未来重点发展的方向之一。在电磁场的作用之下，把粒子放入到悬浮液当中，或者将分别装有电流变液体的粒子放入悬浮液当中，然后对其作用的效果进行分别比较，最终结果发现电场比磁场作用流体的效果要更加明显。因此，可以确定研究和开发电磁流变液体这一新型材料对于行业的发展具有较为深远的影响。
4结语
本文对电流变液智能材料在工程技术中的应用进行了探究，并且对未来的发展形式进行展望，希望对于我国行业内的技术研究以及发展起到一定的辅助作用。
参考文献
[1]吴景华,周剑平.电流变液智能材料在工程技术中的应用[J].机电工程技术,2015,10(04):67-68.
[2]张贺.电流变液智能材料力学行为的理论研究[A].北京力学会.北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C].北京力学会,2016:2.
作者:刘子昂 单位:湖南衡阳县第一中学1622班
