Электрореологическая композиция

 

Сущность изобретения: композиция содержит волокнистую смесь оксидов алюминия и хрома 1-40%; связующее 60-99%. Волокнистая смесь содержит оксиды алюминия 99,0 : 1,0% и оксида хрома 85,0 : .15,0%. В качестве связующего композиция содержит трансформаторное масло 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 03 6 5/00, С 09 К 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О,Ю!

Д вЪ (21) 4907685/12 (22) 31,01,91 (46) 23,10.92, Бюл. N 39 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) Т,Г,Лазарева, Т,М Ульянова, Е,B,Коробко, И.А,Петрович и И,Н.Ермоленко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1717603, кл. С 08 L 1/06, 1990.

Изобретение относится к области создания электрореологических композиций и может быть использовано в конденсаторостроении, мембранной технологии, для целей записи информации.

Известны электрореологические жидкостные композиции, состоящие из частиц наполнителя в жидком связующем (1). В качестве связующего используют масла трансформаторное, вазелиновое, вакуумное (1). Для получения композиций частицы наполнителя определенной степени дисперсности заливают раствором связующего и перемешивают, В ыя вление электрочувствительности проводят. в частности, путем измерения электрореологических свойств, т.е. выявляют изменение свойств в поле, в зависимости от его напряженности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является электрореологическая композиция на основе суспензии волокнистого оксида алюминия (2), Данная композиция превосходит по электрочувствительности композиций на основе порошкообразного оксида алюминия, однако ее электрочувствительность недостаточна для ряда практических целей.

Целью данного изобретения является повышение электрочувствительности ком„, SU „„1770941 А1 (54) ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Сущность изобретения: композиция содержит волокнистую смесь оксидов алюминия и хрома 1 — 40%; связующее 60-99%.

Волокнистая смесь содержит оксиды алюминия 99,0: 1,0% и оксида хрома 85,0: .15,0%, В качестве связующего композиция содержит трансформаторное масло 3 табл. позиции на основе суспензии волокнистого оксида алюминия.

Поставленная цель достигается тем, что электрореологическая композиция на основе волокнистого оксида алюминия дополнительно содержит волокнистый оксид хрома при следующем соотношении компонентов, мас,%; волокнистые оксиды алюминия и хрома, взятые в массовом отношении 99:

1,0 — 85,0: 15 — 1 — 40, связующее (трансформаторное масло) — 60 — 99.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение, Примеры I — 13, Композиция, состоящая из íàllîjlнителя — 10%-ной суспензии волокнистого оксида алюминия в связующем — трансформаторном масле. испытана на электрочувствительность. Волокнистый оксид алюминия получали при температуре термообработки

700 С путем пропитки гидратцеллюлозных волокон раствором азотнокислого алюминия, сушки на воздухе и термообработки.

Для получения электрореологической композиции 7 г волокнистого оксида алюминия заливали трансформаторным маслом до веса композиции 70 r и получали 10%-ную суспензию на основе оксида алюминия.

70 мл полученной композиции заливали во

1770941 внешний цилиндр ротационного вискозиметра "РЕОТЕСТ вЂ” 2", подсоединяли его к внешнему цилиндру — электроду с помощью специальной резьбы и подключали постоянное электрическое поле напряженностью от

0,2 до 2,8 кВ/мм. Измерения осуществляли при скорости вращения внутреннего цилиндра — скорости сдвига 16,2 с, В качестве характеристики электрочувствител ьности оценивали величину динамической вязкости / = — 100, где д — динамическая вяз г

2 кость, tr- касательное напряжение, см, y— градиент напряжения на срез, с г, =Z .а, где Z — константа цилиндра, Дин/см /дел. шкалы//, а — значение, от2 считанное на шкале индикаторного прибоNR ра (деления шкалы), y —, где R и г—

R — r радиусы внешнего и внутреннего цилиндра измерительной ячейки соответственно, см.

И/ — скорость врашения (скорость сдвига) внутреннего цилиндра измерительной ячейки, с

Для оценки электрочувствительности определяли величину электрореологического эффекта, т.е. изменение реологических свойств в поле, и оценивали величину отно Хп сительной вязкости, где Ag =g< — g, Ч р — вязкость среды при наложении поля, — без поля), Примеры1-24, Композицию, состоящую из наполнителя — смеси волокнистых оксидов алюминия и хрома при массовом соотношении компонентов 99,5: 0,5 испытывали на электрочувствительность. Для этого готовили 10%-ную суспензию смеси оксидов в трансформаторном масле и проводили испытания как в примерах 1 — 13 в интервале напряженности постоянного электрического поля от 0,2 *o

2,4 кВ/мм.

Примеры 25-36.

10 -ную композицию, состоящую из смеси волокнистых оксидов алюминия и хрома (наполнитель) при массовом соотношении 99,0, 1,0 в трансформаторном масле испытывали на электрочувствительность как в примерах 1 — 13.

Примеры37 — 47.

10 -ную композицию в трансформаторном масле на основе смеси оксидов алюминия и хрома при массовом соотношении компонент 95,0: 5,0 испытывали как в примерах 1-13, Пример ы 48-59.

10 -ную композицию в трансформаторном масле на основе смеси оксидов алю10 ном масле при общей их концентрации 0,5, 1,0, 2,0, 5,0, 20,0, 30,0 40,0, 50,0 мас.%, Проводили испытания на электрочувствительность как в примерах 1 — 13 при

30 напряженности постоянного электрического поля 0,8 кВ/мм.

Пример ы 76 — 83 (прототип), Композицию при массовом соотношении компонент . волокнистый оксид алюми35 ния, полученный при температуре термообработки 600 С вЂ” 10, 8%-ный раствор диацетата целлюлозы — 90. испь тывали как в примерах 1-13.

Б таблицах 2 и 3 представлены данные

40 по величинам относительной вязкости в зависимости от концентрации наполнителя и

25 миния и хрома при массовом соотношении компонент 85: 15 испытывали как в примерах 1 — 13.

Пример ы 60 — 67, 10 -ную композицию в трансформаторном масле на основе смеси оксидов алюминия и хрома при массовом соотношении компонент 80; 20 испытывали как в примерах 1-13.

В таблице 1 представлены результаты по величинам относительной вязкости для

10 -.ных суспензий оксидов в маслах. Как следует из таблицы, использование смеси оксидов алюминия и хрома в интервале их массовых соотношений 99: 1,0-85: 15 позволяет повысить электрочувствительность суспензии, в частности при больших напряженностях электрического поля, Пример ы 68-75.

Композицию, состоящую из наполнителя — смеси волокнистых оксидов алюминия и хро.;а при массовом соотношении компонент: сксид алюминия — 95, оксид хрома — 5, испытывали на электрочувствительность, Для этого готовили смеси в трансформатордля композиции-прототипа. Как следует из сравнения таблиц, оптимальны составы при концентрации наполнителя в связующем от

1 до 40 мас. . Уменьшение концентрации менее 1 мас. приводит к существенному уменьшению электрочувствител ьности, увеличение концентрации более 40 мас. не позволяет проводить измерения из-за большой вязкости среды.

Таким образом, оптимальна композиция на основе волокнистых оксидов алюминия и хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%: волокнистые оксиды алюминия и хрома, взятые в массовом соотношении 99,0: 1,0 — 85,0; 15,0 — 1 — 40 связующее (трансформаторное масло) композиция позволяет примерно в 2-6 раз увеличить электрочувствительность системы, т.е. отклик системы на электрическое

1770941

Таблица!

Электрореологические свойства 10ьь-ной коспоэиции на основе суспензий оксидов алюминия и хрома в трансформаторнон насле, оцениваемые по величине относительной вязкости (а ь/>1) i>8

2,6

2,0 2,2 2,4

2,8

0,8 1,4

Е, кВ/мм 0,2 0,4

Состав наполнителякомпозиции оксид алюминия:оксид хрома, мас.ь

174 149

174 199

229 224

240 250

160

59 . 109

84 79

64 159

69 134

69 140

42 109

154

204

224

250

149

159

159

249

284

300

100:0

99,5:0,5

99,0:1>0

95,0:5,0

85,0:15,0

8о,о;2о,о

3,0 12,5

10,5 30,0

11,5 31,5

15,5 35,0

14 40

4 .12

Т а б п и ц а 2 (пр.68-75) Влияние концентрации напопнителя - композиции оксидов алюмимия и xpoHS (при их соотновении, мас.2: 95,0:5,0 (в трансворматорном масле на величийу относительной вязкости (а»(/>(,) 0,5 1,0 2,0 5,0 20 30 40 50

Кони.наполнителя, мас.В

Д Ч/Ч

2 20 40 92 30 28 20

Т а б л и ц а 3 (no,76-83)

Значения относительной вязкости композиции-прототипа в зависимости от напряженности постоянного электрического поля т

Состав композиции, Е, кВ/мм О, 2 О, 6 0,8 1,2 1,6 2,0 2, 4 мас.2

2,6

Аl 0>-10 (t 600 С/

822ный р-р ДАЦ-90

0,50 7,16 19,18 26,76 34,32 38,94 43,14 46,51

Составитель В.Шиманская

Техред М.Моргентал Корректор М,Петрова

Редактор Г. Бельская

Заказ 3742 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ (:CCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

I поле, по сравнению с композицией — прототипом. Формула изобретения

Электрореологическая композиция на основе волокнистого оксида алюминия в связующем, отл ич а ю ща я с ятем, что, с целью улучшения качества за счет повышения злектрочувствительности композиции, она дополнительно содержит волокнистый оксид хрома, а в качестве свяэующего— трансформаторное масло, при этом волокнистые оксиды алюминия и хрома взяты при массовом соотношении соответственно

5 99,0; 1,0 — 85,0: 15,0 и при следующем содержании компонентов в композиции, мас, (э, волокнистые оксиды алюминия и хрома — 1 — 40; трансформаторное масло—

60-99.