Płyn elektroreologiczny

Płyn elektroreologiczna (ciecz ER) jest zawieszenie z przewodzących cząstek, zdyspergowanych w sposób izolujący płyn . Rozmiar cząstek może zmieniać się od kilku nanometrów do kilku mikrometrów , przy ułamku objętościowym (stosunku objętości cząstek do całkowitej objętości ) na ogół rzędu 20% do 30%. Po raz pierwszy odkryty przez WM Winslowa w 1947 roku, płyn ten wykazuje bardzo interesujące właściwości zarówno z naukowego, jak i technologicznego punktu widzenia. W zależności od zastosowanego pola elektrycznego właściwości reologiczne ( lepkość , naprężenie progowe itp.) Płynu ER ulegają znacznej modyfikacji. Umożliwia to nawet uzyskanie „  zestalenia  ” płynu. Zjawisko to można wyjaśnić makroskopowo tworzeniem się włókien równoległych do pola przez cząsteczki. Włókna te generują wiązanie między elektrodami, a tym samym zwiększają lepkość płynu.

Zakres zastosowania tego płynu jest bardzo obiecujący, ponieważ ma kilka zalet. Odpowiedź jest szybka (kilka ms), a zjawisko jest całkowicie odwracalne . Płyny ER są również uważane za „inteligentne” materiały i zużywają niewiele energii. Zaproponowano kilka zastosowań ( sprzęgło samochodowe , amortyzator , aktywna kontrola drgań, siłownik itp.). Jednak zwykłe naprężenie progowe wynoszące kilka kPa płynu ER nie jest wystarczające do rzeczywistych zastosowań przemysłowych. Kolejną trudnością jest jego stabilność ( sedymentacja , stabilność termiczna, agregacja cząstek itp.).

Charakterystykę reologiczną płynu ER przedstawia reogram przedstawiający zmianę naprężenia ścinającego w funkcji prędkości ścinania. Model Binghama jest często używany do opisu idealnego płynu ER.

Niedawno zespołowi Weijia Weng (Nanoscience Institute of Hongkong) udało się opracować nową generację płynu ER o naprężeniu progowym przekraczającym 100 kPa (20 razy wyższym niż zwykle obserwowany próg). Zjawisko odkryte przez chińskich badaczy nazywa się więc „  efektem gigantycznej ER  ”.

Potencjalny zakres

Ten płyn ma kilka zalet, zaproponowano wiele zastosowań. Jego zdolność do przetwarzania stałych i cieczy można wprowadzać różne samochodowych i przemysłowych clutch- funkcji połączenia typu .

Innym zastosowaniem płynu elektroreologicznego w przemyśle motoryzacyjnym jest amortyzator , w szczególności opracowany przez firmę Fludicon GmbH, a także przemysłowe aplikacje antywibracyjne.

Jego zdolność tłumienia jest również wykorzystywana w niektórych protezach (medycynie) wyposażonych w mikroprocesory umożliwiające bardziej zaawansowaną kontrolę ruchów.

Inne przewidywane zastosowania to siłowniki , mikrokanały , zawory i różne aplikacje robotyki.

Wyjaśnienia wraz z krótkim filmem na temat efektu w płynie elektroreologicznym na stronie internetowej firmy Fludicon.

Podanie

Uwagi i odniesienia

  1. „  Informacje o kolanie Rheo  ” [PDF] , na https://ossur.com/ ,8 kwietnia 2018 r(dostęp 8 kwietnia 2018 ) , s.  2

Bibliografia