发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题:针对现有制备的树脂基磁致伸缩材料中,磁致伸缩颗粒与树脂润湿较差,颗粒加入易成团和偏聚导致界面结合不好,降低材料使用性能的问题,提供了一种通过制备磁性陶瓷粉末,与环氧树脂相结合,通过偶联剂作用下,使磁性陶瓷均匀复合至树脂内部,通过外部永磁体磁性作用下,改性树脂基与磁致颗粒间的结合强度,降低颗粒在树脂间的沉降速度,在磁场系统作用下,确定可控的取向磁场,形成稳定的复合体系,有效解决了树脂基磁致伸缩材料结合度不高,颗粒易发生团聚的问题。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
[0006] (1)按质量比1:8,将Pb(CH3COO)2与冰醋酸搅拌混合10~15min,在室温下静置15~20min,制备得醋酸铅混合液,再按质量比1:5,将Zr(NO3)4·5H2O与乙二醇甲醚搅拌混合,制备得硝酸氧锆混合液,随后按体积比1:1,将醋酸铅混合液与硝酸氧锆混合液混合,在65~
70℃下水浴加热15~20min;
[0007] (2)待水浴加热完成后,停止加热并静置冷却至室温收集得混合液,随后按重量份数计,分别称量5~10份钛酸丁酯、25~30份乙二醇甲醚、35~45份混合液和2~3份乙酰丙酮置于烧杯中,在75~80℃下水浴加热25~30min,随后滴加冰醋酸溶液调节pH至4.5~5.0,保温反应45~60min制备得混合凝胶液,将混合凝胶液置于95~100℃下旋转蒸发至干,收集干燥凝胶并置于580~600℃下马弗炉中热处理3~5h,随后停止加热静置冷却至室温,碾磨制备得磁性陶瓷颗粒;
[0008] (3)将上述制备的磁性陶瓷颗粒置于球磨罐中,在450~500r/min下球磨3~5h,随后过110~120目筛,收集得磁性陶瓷粉末,按重量份数计,分别称量45~50份环氧树脂E51、3~5份偶联剂KH-550和10~15份磁性陶瓷粉末置于三角烧瓶中,在室温下搅拌混合10~
15min,再在200~300W下超声分散10~15min,制备得改性环氧树脂;
[0009] (4)按重量份数计,分别称量15~20份Terfenol-D颗粒、2~3份乙烯基三胺、3~5份2-巯醇基苯并噻唑和45~50份上述制备的改性环氧树脂置于锥形瓶中,在200~300W下超声分散10~15min,收集得混合分散浆液;
[0010] (5)将上述制备的混合分散浆液浇筑至有机玻璃模具中,随后静置10~15min并沿模腔长度方向由永磁体施加28~30kA/m的外磁场,随后将永磁体与模具一同置于烘箱中,在58~60℃下固化10~12h,待固化完成后,静置冷却至室温,脱模处理即可制备得一种磁致伸缩材料。
[0011] 本发明制备的磁致伸缩材料密度为5.32g/cm3,在恒磁场强度下的弹性模量为-1 -315GPa,在压应力为5MPa、磁场强度为300kA·m 下,磁致伸缩系数可达1.55×10 ~1.56×
10-3。
[0012] 本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
[0013] (1)本发明制备的磁致伸缩材料结合度高,颗粒分散性较好,磁致伸缩系数较同类产品提高5~8%;
[0014] (2)本发明制备过程简单,原料安全绿色,无环境污染。