PDF《磁流体及其应用》

135 ・磁性元件与电源 6/3!???? 是将磁性材料的原料溶入有机溶剂,然后加热分解出 游离金属,再在溶液中加入分散剂后分离,溶入载体就得 到磁流体. 6/4!????? 此方法是由 S.S.Papell 在1965 年提出的,是制备磁 流体最早的一种方法.将粉碎的磁性粒子、表面活性剂和 载夜混合均匀,将混合物加入球磨机中进行球磨,时间为 1000-1100 小时左右.研磨后得到的混合物中有一部分微 粒能稳定地分散于载液中.然后在高速离心机中离心处理 以除去大直径颗粒,得最大粒径为 10-8nm 的磁流体.该 法是最直接的简单方法,但材料利用率低,球磨罐及球的 磨损严重,杂质较多,成本昂贵,很难得到 300nm 以下直 径的磁流体颗粒. 6/5!??? 其原理与电火花加工相仿,是在装满工作液(经常 与载体相同)的容器中将磁性材料粗大颗粒放在

2 个电 极之间,然后加上脉冲电压进行电火花放电腐蚀,在工 作液中凝固成微小颗粒,把大颗粒滤去后加分散剂即可 得到磁流体. 6/6!????? 在真空条件下把高纯度的磁性材料加热蒸发,蒸发出 来的微粒遇到由分散剂和载体组成的下地液膜后凝固,当 下地液膜和磁性微粒运动到下地液中,混合均匀就得到磁 流体.这种方法得到的磁流体微粒很细,一般在 2-10nm 的粒子居多. 中国矿业大学科研小组将金属放入石墨坩埚中,在自 制反应室(不可转动)加入烷烃等有机气体,通过加热来 蒸发金属制得炭包覆纳米合金磁流体.这种方法适宜制备 金属及其合金纳米磁流体,这种方法制备的磁流体粒度均 匀、颗粒度小、性能优异.但是制备的设备比较复杂,制 备过程难以控制,并且制备操作难度大.此方法制备的过 程也因需要和制备条件的限制而各异,一般的方法是将掺 有表面活性剂低挥发性溶剂装入可以转动的滚筒中,用真 空泵对系统抽真空,利用热源加热蒸发金属,蒸气吸附挥 发性溶剂,最后在滚筒表面吸附凝结成液膜,收集到的液 膜将其分散于载液中,最后得到磁流体. 7!?????? 利用磁流体的磁响应性,它可以被控制、定位、定向 和移动,也就是通过控制其流变性,来调节磁流体在具体 应用中的磁力强度、浓度、磁性颗粒的排列、移动方向等, 最终达到改善产品结构、制造工艺和使用性能等的目的. 7/2!????? 磁流体密封是利用在外加磁场作用下磁流体具有承受 压力差的能力而实现的密封.磁性回路由永久磁铁、极靴 和转轴组成.放置在导磁性良好的转轴与极靴顶部之间的 制作精良的磁流体在高性能的永久磁铁产生的磁场作用下 高度集中,形成一个液体

0 型密封圈,当磁流体受到压力 差作用时,磁流体在非均匀磁场中略微移动,产生了对抗 压力差的磁力,从而达到新的平衡,进而将转轴与极靴间 的缝隙堵死而达到密封的目的. 磁流体密封中的转轴可以是磁性体,也可以是非磁性 体.前者的磁束集中于转轴与极靴间的缝隙处,通过转轴 构成磁性回路 ;

后者的磁束并不通过转轴,而是通过缝隙 中的磁流体构成磁性回路.在理想情况下,所有磁流体密 封在每一级中充入的磁流体保证在转轴和极靴之间的每一 级建立起一系列液体 o 型密封圈,每一级可以承受的压力 差为 0.015~0.02MPa,整个区域的承压能力为各级密封圈 承压能力的总和. 磁流体密封主要包括动态过程密封、隔绝密封、特 殊机械密封和环境密封四个方面.典型的密封强度为 3-4PSI.在二磁性层间,加入磁流体,运动时,可使磁体 表面的摩檫力大为减小.磁流体密封尤其是旋转轴动密封 具有零泄漏、用量少、防振、无机械磨损、传递速度高、 小摩擦、低功耗、无老化、无污染、自润滑、寿命长等优点. 应用磁流体密封技术最早、最多、最成功的设备是各 种真空设备.其中转轴或摆动杆的真空动密封目前已经达 到标准化、通用化的程度.因为将旋转运动从大气侧传递 到真空室时,采用这种液体