Electrorheological fluid
மின்காந்தவியல் (ER) திரவங்கள் என்பது மின்சார காப்பு திரவத்தில் மிகவும் நுண்ணிய கடத்தாத ஆனால் மின்சார செயலில் உள்ள துகள்களின் (50 மைக்ரோமீட்டர் விட்டம் வரை) இடைநீக்கங்கள் ஆகும். இந்த திரவங்களின் வெளிப்படையான பாகுத்தன்மை ஒரு மின்சார புலத்திற்கு பதிலளிக்கும் வகையில் 100,000 வரையிலான வரிசையில் தலைகீழாக மாறுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு வழக்கமான ஈ. ஆர் திரவம் ஒரு திரவத்தின் நிலைத்தன்மையிலிருந்து ஒரு ஜெல்லின் நிலைத்தன்மைக்கு செல்லலாம், மேலும் மில்லி விநாடிகளின் வரிசையில் மறுமொழி நேரங்களுடன். இந்த விளைவு சில நேரங்களில் வின்ஸ்லோ விளைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதன் கண்டுபிடிப்பாளரான அமெரிக்க கண்டுபிடிப்பாளர் வில்லிஸ் வின்ஸ்லோ, 1947 இல் விளைவு குறித்த அமெரிக்க காப்புரிமையைப் பெற்று 1949 இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு கட்டுரையை எழுதினார். ஈஆர் விளைவு வெளிப்படையான பாகுத்தன்மையின் மாற்றம் பயன்படுத்தப்படும் மின்சார புலத்தைப் பொறுத்தது, அதாவது. தட்டுகளுக்கு இடையிலான தூரத்தால் வகுக்கப்படும் ஆற்றல். இந்த மாற்றம் பாகுத்தன்மையில் ஒரு எளிய மாற்றம் அல்ல, எனவே இந்த திரவங்கள் இப்போது எலக்ட்ரோ விஸ்கஸ் திரவங்கள் என்று அழைக்கப்படுவதை விட ER திரவங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. விளைவு ஒரு மின்சார புலம் சார்ந்த வெட்டு விளைச்சல் அழுத்தம் என சிறப்பாக விவரிக்கப்படுகிறது. ஒரு ER திரவம் செயல்படுத்தப்படும்போது ஒரு பிங்காம் பிளாஸ்டிக்காக (ஒரு வகை விஸ்கோலாஸ்டிக் பொருள்) செயல்படுகிறது, இது மின்சார புலத்தின் வலிமையால் தீர்மானிக்கப்படும் ஒரு மகசூல் புள்ளியுடன். விளைச்சல் புள்ளியை அடைந்த பிறகு, திரவம் ஒரு திரவமாக கத்தரிக்கிறது, அதாவது. அதிகரிக்கும் வெட்டு அழுத்தம் வெட்டு விகிதத்திற்கு விகிதாசாரமாக உள்ளது (நியூட்டனின் திரவத்தில் விளைச்சல் புள்ளி இல்லை மற்றும் அழுத்தம் வெட்டு விகிதத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாக உள்ளது). எனவே பயன்படுத்தப்படும் மின்சார புலத்தை சரிசெய்வதன் மூலம் திரவத்தின் இயக்கத்திற்கு எதிர்ப்பைக் கட்டுப்படுத்த முடியும். கலவை மற்றும் கோட்பாடு ஈஆர் திரவங்கள் ஒரு வகை ஸ்மார்ட் திரவமாகும். லேசான தாவர எண்ணெய் அல்லது (சிறந்த) சிலிகான் எண்ணெயில் சோள மாவு கலப்பதன் மூலம் ஒரு எளிய ஈஆர் திரவத்தை உருவாக்க முடியும். விளைவை விளக்க இரண்டு முக்கிய கோட்பாடுகள் உள்ளனஃ இடைமுக பதற்றம் அல்லது 'நீர் பாலம்' கோட்பாடு மற்றும் நிலைமின்னியல் கோட்பாடு. நீர் பாலம் கோட்பாடு மூன்று கட்ட அமைப்பைக் கருதுகிறது, துகள்கள் மூன்றாவது கட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது மற்றொரு திரவமாகும் (எ. கா. நீர்) முக்கிய கட்ட திரவத்துடன் கலக்க முடியாதது (எ. கா. எண்ணெய்). பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலம் இல்லாததால், மூன்றாம் கட்டம் துகள்களுக்குள் வலுவாக ஈர்க்கப்பட்டு பிடிக்கப்படுகிறது. இதன் பொருள் ER திரவம் என்பது துகள்களின் இடைநீக்கம் ஆகும், இது ஒரு திரவமாக செயல்படுகிறது. ஒரு மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, மூன்றாம் கட்டம் துகள்களின் ஒரு பக்கத்திற்கு மின் சவ்வூடுபரவல் மூலம் இயக்கப்படுகிறது மற்றும் அருகிலுள்ள துகள்களை ஒன்றாக இணைத்து சங்கிலிகளை உருவாக்குகிறது. இந்த சங்கிலி அமைப்பு ER திரவம் ஒரு திண்மமாக மாறியுள்ளது என்று அர்த்தம். நிலைமின்னியல் கோட்பாடு இரண்டு கட்ட அமைப்பை மட்டுமே கருதுகிறது, மின்கடத்தா துகள்கள் சங்கிலிகளை உருவாக்குகின்றன, அவை காந்தவியல் திரவ (எம்ஆர்) திரவங்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதற்கு ஒத்த வகையில் ஒரு மின்சார புலத்துடன் சீரமைக்கப்படுகின்றன. ஒரு இன்சுலேட்டரில் பூசப்பட்ட ஒரு கடத்தியில் இருந்து தயாரிக்கப்பட்ட திடமான கட்டத்துடன் ஒரு ஈ. ஆர் திரவம் கட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த ஈஆர் திரவம் நீர் பாலம் மாதிரியால் தெளிவாக வேலை செய்ய முடியாது. இருப்பினும், சில ஈஆர் திரவங்கள் நிலைமின்னியல் விளைவால் செயல்படுகின்றன என்பதை நிரூபித்தாலும், அனைத்து ஈஆர் திரவங்களும் அவ்வாறு செய்கின்றன என்பதை இது நிரூபிக்கவில்லை. நிலைமின்னியல் விளைவில் செயல்படும் ஒரு ஈஆர் திரவத்தைக் கொண்டிருப்பதன் நன்மை கசிவு மின்னோட்டத்தை அகற்றுவதாகும், அதாவது. நேரடி மின்னோட்டம் இல்லை. நிச்சயமாக, ஈஆர் சாதனங்கள் மின்தேக்கிகளாக மின்சார ரீதியாக செயல்படுவதால், ஈஆர் விளைவின் முக்கிய நன்மை பதிலின் வேகம் என்பதால், ஒரு மாற்று மின்னோட்டம் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. துகள்கள் மின்சார ரீதியாக சுறுசுறுப்பாக உள்ளன. அவை ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் அல்லது, மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, ஒரு இன்சுலேட்டருடன் பூசப்பட்ட ஒரு கடத்தும் பொருளிலிருந்து தயாரிக்கப்படலாம் அல்லது மின்காந்த ரீதியாக செயலில் உள்ள துகள்கள். ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் அல்லது கடத்தும் பொருளைப் பொறுத்தவரை, துகள்கள் அதிக மின்கடத்தா மாறிலியைக் கொண்டிருக்கும். ஒரு கடத்தியின் மின்கடத்தா மாறிலி குறித்து இங்கே சில குழப்பங்கள் இருக்கலாம், ஆனால் "அதிக மின்கடத்தா மாறிலி கொண்ட ஒரு பொருள் ஒரு மின்சார புலத்தில் வைக்கப்பட்டால், அந்த புலத்தின் அளவு மின்கடத்தா அளவின் தொகுதிக்குள் அளவிடத்தக்க வகையில் குறைக்கப்படும்" (முக்கிய பக்கத்தைப் பார்க்கவும்ஃ மின்கடத்தா மாறிலி), மேலும் மின்சார புலம் ஒரு சிறந்த கடத்தியில் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், இந்த சூழலில் ஒரு கடத்தியின் மின்கடத்தா மாறிலி எல்லையற்றது. ER விளைவை பாதிக்கும் மற்றொரு காரணி மின்முனைகளின் வடிவியல் ஆகும். இணையான பள்ளம் கொண்ட மின்முனைகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது ER விளைவில் சிறிது அதிகரிப்பைக் காட்டியது, ஆனால் செங்குத்தான பள்ளம் கொண்ட மின்முனைகள் ER விளைவை இரட்டிப்பாக்கியது. மின்முனைகளை மின்சார துருவமுனைப்பு பொருட்களுடன் பூசுவதன் மூலம் ER விளைவின் மிகப் பெரிய அதிகரிப்பைப் பெற முடியும். இது டைஎலெக்ட்ரோபோரேசிஸின் வழக்கமான குறைபாட்டை ஒரு பயனுள்ள விளைவாக மாற்றுகிறது. இது ஈஆர் திரவத்தில் கசிவு நீரோட்டங்களைக் குறைக்கும் விளைவையும் கொண்டுள்ளது. மாபெரும் மின்காந்தவியல் (ஜிஇஆர்) திரவம் 2003 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, மேலும் பல ஈஆர் திரவங்களை விட அதிக மகசூல் வலிமையைத் தக்கவைக்க முடியும். சிலிகான் எண்ணெயில் தொங்கவிடப்பட்ட பேரியம் டைட்டானியம் ஆக்சலேட்டின் யூரியா பூசப்பட்ட நானோ துகள்கள் ஜி. இ. ஆர் திரவத்தில் உள்ளன. துகள்களின் அதிக மின்கடத்தா மாறிலி, துகள்களின் சிறிய அளவு மற்றும் யூரியா பூச்சு காரணமாக அதிக மகசூல் வலிமை ஏற்படுகிறது. GER இன் மற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், மின்சார புலம் 1 kV/mm ஐ அடைந்த பிறகு மின் புலம் வலிமைக்கும் மகசூல் வலிமைக்கும் இடையிலான உறவு நேரியல் ஆகும். GER என்பது அதிக மகசூல் தரும் வலிமை, ஆனால் மற்ற பல ER திரவங்களுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்த மின் புல வலிமை மற்றும் குறைந்த மின்னோட்ட அடர்த்தி கொண்ட திரவமாகும். இடைநீக்கம் தயாரிப்பதற்கான நடைமுறை கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. ஆக்சலிக் அமிலம் ஒரு வலுவான கரிம அமிலமாக இருப்பதால் துகள்களைத் தயாரிப்பதற்கு ஆக்சலிக் அமிலத்தைப் பயன்படுத்துவது முக்கிய கவலையாக உள்ளது. பயன்பாடுகள் ஈ. ஆர் திரவங்களின் இயல்பான பயன்பாடு வேகமாக செயல்படும் ஹைட்ராலிக் வால்வுகள் மற்றும் பிடிகளில் உள்ளது, தட்டுகளுக்கு இடையிலான பிரிப்பு 1 மிமீ வரிசையில் உள்ளது மற்றும் பயன்படுத்தப்பட்ட ஆற்றல் 1 கே. வி வரிசையில் உள்ளது. எளிமையான சொற்களில், மின்சார புலத்தைப் பயன்படுத்தும்போது, ஒரு ஈஆர் ஹைட்ராலிக் வால்வு மூடப்படுகிறது அல்லது ஈஆர் கிளட்சின் தட்டுகள் ஒன்றாக பூட்டப்படுகின்றன, மின்சார புலம் அகற்றப்படும்போது ஈஆர் ஹைட்ராலிக் வால்வு திறக்கப்படுகிறது அல்லது கிளட்ச் தகடுகள் பிரிக்கப்படுகின்றன. பிற பொதுவான பயன்பாடுகள் ER பிரேக்குகளில் உள்ளன (ஒரு பக்கத்தை சரிசெய்த ஒரு கிளட்ச் என்று ஒரு பிரேக்கை நினைத்துப் பாருங்கள்) மற்றும் அதிர்ச்சி உறிஞ்சிகள் (இது ஒரு வால்வு வழியாக திரவத்தை செலுத்த முயற்சிக்க அதிர்ச்சியைப் பயன்படுத்தும் மூடிய ஹைட்ராலிக் அமைப்புகளாகக் கருதப்படலாம்). இந்த திரவங்களுக்கு பல புதுமையான பயன்பாடுகள் உள்ளன. துல்லியமான சிராய்ப்பு மெருகூட்டல் மற்றும் ஹேப்டிக் கன்ட்ரோலர்கள் மற்றும் தொட்டுணரக்கூடிய டிஸ்ப்ளேக்கள் ஆகியவற்றில் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் உள்ளன. ஈஆர் திரவம் நெகிழ்வான மின்னணுவியலில் சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்க முன்மொழியப்பட்டுள்ளது, உருட்டக்கூடிய திரைகள் மற்றும் விசைப்பலகைகள் போன்ற கூறுகளில் திரவம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இதில் திரவத்தின் பாகுத்தன்மை மாறும் குணங்கள் உருட்டக்கூடிய கூறுகள் பயன்பாட்டிற்கு கடினமாக மாற அனுமதிக்கின்றன, மேலும் பயன்பாட்டில் இல்லாதபோது சேமிக்க உருட்டவும் திரும்பப் பெறவும் நெகிழ்வானவை. மோட்டோரோலா 2006 ஆம் ஆண்டில் மொபைல் சாதன பயன்பாடுகளுக்கான காப்புரிமை விண்ணப்பத்தை தாக்கல் செய்தது. சிக்கல்கள் மற்றும் நன்மைகள் ஒரு பெரிய சிக்கல் என்னவென்றால், ஈஆர் திரவங்கள் இடைநீக்கங்கள், எனவே அவை காலப்போக்கில் குடியேற முனைகின்றன, எனவே மேம்பட்ட ஈஆர் திரவங்கள் திட மற்றும் திரவ கூறுகளின் அடர்த்திகளைப் பொருத்துவது அல்லது நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்துவது போன்ற வழிமுறைகளால் இந்த சிக்கலைச் சமாளிக்கின்றன, இது ஈஆர் திரவங்களை காந்தவியல் திரவங்களின் வளர்ச்சிக்கு ஏற்ப கொண்டு வருகிறது. மற்றொரு சிக்கல் என்னவென்றால், காற்றின் முறிவு மின்னழுத்தம் ~ 3 kV/mm ஆகும், இது ER சாதனங்கள் செயல்படத் தேவையான மின்சார புலத்திற்கு அருகில் உள்ளது. ஒரு நன்மை என்னவென்றால், ஒரு ER சாதனம் விளைவைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் மின்சாரத்தை விட கணிசமாக அதிக இயந்திர சக்தியைக் கட்டுப்படுத்த முடியும், அதாவது. இது ஒரு சக்தி பெருக்கியாக செயல்பட முடியும். ஆனால் முக்கிய நன்மை பதிலின் வேகம். இவ்வளவு பெரிய அளவிலான இயந்திர அல்லது ஹைட்ராலிக் சக்தியை இவ்வளவு விரைவாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வேறு சில விளைவுகள் உள்ளன. துரதிர்ஷ்டவசமாக, வெட்டு அல்லது ஓட்ட முறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான மின்காந்தவியல் திரவங்களால் ஏற்படும் வெளிப்படையான பாகுத்தன்மையின் அதிகரிப்பு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகவே உள்ளது. ஈஆர் திரவம் நியூட்டனின் திரவத்திலிருந்து ஓரளவு படிகமான "அரை கடினமான கசிவுக்கு" மாறுகிறது. இருப்பினும், மின்காந்தவியல் திரவம் கூடுதலாக அழுத்த அழுத்தத்தை அனுபவிக்கும்போது கிட்டத்தட்ட முழுமையான திரவத்திலிருந்து திட கட்ட மாற்றத்தைப் பெற முடியும். இந்த விளைவு மின்காந்தவியல் பிரெய்லி டிஸ்ப்ளேக்கள் மற்றும் மிகவும் பயனுள்ள பிடியை வழங்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும் காண்க கான்டினியம் மெக்கானிக்ஸ் டெபை-ஃபால்கென்ஹேகன் விளைவு மின்கடத்தா பாலிமர்கள் மின்கடத்தா மின்கடத்தா விளைவுகள் ஃபெரோஃப்ளூயிட் திரவ இயக்கவியல் காந்தவியல் திரவ மின்கடத்தா நுண்ணிய திரவ குறிப்புகள் ஸ்மார்ட் பொருட்கள்