臨界值

電流變液在通常條件下是一種懸浮液，它在電場的作用下可發(fā)生液體-固體的轉(zhuǎn)變.當(dāng)外加電場強度大大低于某個臨界值時，電流變液呈液態(tài);當(dāng)電場強度大大高于這個臨界值時，它就變成固態(tài);在電場強度的臨界值附近， 這種懸浮液的粘滯性隨電場強度的增加而變大，這時很難說它是呈液態(tài)還是呈固態(tài).

電流變液(Electrorheological Fluids) 簡稱ER液體或ER流體，發(fā)展歷史已經(jīng)有近50年了。電流變液稱為智能材料，是由于它具有受控變化的品質(zhì)，其屈服應(yīng)力、彈性模量能夠按照控制者的意志產(chǎn)生變化。早期的ER性能較差，上世紀八十年代末ER材料的研究得到突破，使它有可能逐漸獲得廣泛的應(yīng)用。

ER液體通常由具有高介電常數(shù)的固體微粒均勻分散在低介電常數(shù)的絕緣油中組成，固體微粒材料的性質(zhì)決定ER性能的好壞，是ER的關(guān)鍵組份。

固體微粒材料可以采用多種材料制成，常用的有無機材料(如硅膠、硅鋁酸鹽、復(fù)合金屬氧化物、復(fù)合金屬氫氧化物)、高分子材料(如高分子半導(dǎo)體粒子)和復(fù)合型ER材料(可以是不同的無機材料的復(fù)合、不同的高分子材料的復(fù)合、無機材料和高分子材料的復(fù)合)。評價微粒材料的主要性能指標(biāo)是能夠提供的動態(tài)剪切應(yīng)力的大小，動態(tài)剪應(yīng)力大強度就高。此外，臨界電場(產(chǎn)生ER效應(yīng)的最小電場強度)要小，導(dǎo)電率要小。絕緣液體通常有硅油、食油、礦物油，絕緣液體應(yīng)具有較高的沸點，穩(wěn)定性、抗腐蝕性好。

電流變液用于汽車變速的原理可以通過一個簡化的例子說明。如圖，設(shè)動力首先從下面的軸輸入(黑色箭頭)，黑色的軸與藍色的齒輪之間是電流變液(綠色)，如果右邊施加外電場，左邊仍保持液態(tài)，則動力由齒輪1傳到齒輪2，帶動輸出軸(紅色)轉(zhuǎn)動，由于齒輪1的半徑大于齒輪2，所以輸出軸轉(zhuǎn)得較快。如果左邊施加外電場，右邊保持液態(tài)，則動力從齒輪3傳到齒輪4，輸出軸的轉(zhuǎn)速較慢。