Badania właściwości cieczy i elastomerów magnetoreologicznych w stałym polu magnetycznym

Abstract

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości cieczy oraz elastomerów magnetoreologicznych o zróżnicowanym składzie fizykochemicznym otrzymywanych w stałym polu magnetycznym. W początkowym etapie pracy ustalono kryteria wyboru poszczególnych składników cieczy i elastomerów magnetoreologicznych (MR), a następnie przygotowano próbki, które w swoim składzie oprócz cząstek magnetycznych, nośnika w postaci oleju, stabilizatora, zawierały także różne dodatki. Badania dotyczyły zarówno kompletnych kompozycji danego materiału MR, jak również próbek bazowych (nie zawierających cząstek o właściwościach ferromagnetycznych). Wykonano serię badań dotyczących wyznaczenia takich parametrów jak lepkość dynamiczna, naprężenie ścinające czy współczynnik tłumienia. Określono również wpływ modułu sprężystości oraz modułu stratności na właściwości cieczy w funkcji odkształcenia oscylacyjnego, a także lepkości cieczy w funkcji szybkości ścinania. Dalsza część badań wykazała wpływ doboru poszczególnych składników cieczy magnetoreologicznych na ich właściwości reologiczne, jak również ważną rolę stabilizatora, który przyczynia się do wytworzenia ustalonej struktury wewnątrz cieczy. W kolejnym etapie pracy, badaniom poddane zostały elastomery magnetoreologiczne. Wykonano badania procesu starzenia termooksydacyjnego, twardości Shore'a w skali A przed oraz po procesie starzenia. Określono także zmiany zabarwienia próbek po procesie starzeniowym. Próbki elastomerów poddano również dodatkowej ocenie wykonując pomiary nasiąkliwości, mrozoodporności, odporności chemicznej. Dodatkowo dla wybranych próbek wykonano badania wytrzymałościowe oraz mikroskopowe. Ostatni etap prac dotyczył pomiarów kąta zwilżania oraz swobodnej energii powierzchniowej (SEP). Wnioski wynikające z przeprowadzonych badań, pozwalają wyjaśnić charakter występowania wielu zjawisk reologicznych, zachodzących w materiale pod wpływem działania stałego pola magnetycznego. Potwierdzają fakt o ważnym znaczeniu rodzaju oraz ilości stosowanych komponentów, w szczególności dodatków i stabilizatorów, potrzebnych do przygotowania określonej próbki cieczy lub elastomeru magnetoreologicznego.