一種用于密封的磁流變液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于密封的磁流變液，該磁流變液由微-納米級的磁性顆粒、基載液和添加劑組成，所述微-納米級的磁性顆粒的質(zhì)量百分比為47～89.5%，其中，微米級磁性顆粒與納米級磁性顆粒的質(zhì)量比范圍為0.2:1～4.5:1，另外，微米級磁性顆的粒徑范圍為2μm～20μm，納米級磁性顆粒的粒徑范圍為1nm～15nm，所述添加劑的質(zhì)量百分比為0.5～3%，所述基載液的質(zhì)量百分比為10～50%。本發(fā)明涉及的磁流變液，相比由單一微米級磁性顆粒制得的磁流變液密封效果更優(yōu)，能滿足密封“零泄漏”的要求；相比由單一納米級磁性顆粒制得的磁性液體，其磁導(dǎo)率較高，從而使應(yīng)用該磁流變液密封裝置的耐壓能力顯著提高。
【專利說明】一種用于密封的磁流變液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁流變液，具體為一種用于密封的磁流變液。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流變液主要由微米級鐵磁性顆粒、基載液和添加劑組成，是一種在外加磁場作用下能夠瞬間從自由流動的液體轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w甚至固體，呈現(xiàn)出可控流變特性的智能材料，主要應(yīng)用于減振、拋光等領(lǐng)域。磁性液體是將納米級磁性顆粒均勻分散于基載液內(nèi)的磁性液態(tài)物質(zhì)，主要應(yīng)用于密封、潤滑、傳熱等領(lǐng)域。磁流變液相比磁性液體具有較高的磁導(dǎo)率，在密封應(yīng)用過程中耐壓能力相對較高，但由單一的微米級磁性顆粒組成的磁流變液在磁場作用下表現(xiàn)出類固體狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)密封“零泄漏”相對較困難，及動密封應(yīng)用過程中存在發(fā)熱量大等問題，另外，磁性液體的磁導(dǎo)率相對較低，使得磁性液體在密封過程中耐壓能力有限。因此，如何有效改變磁流變液在磁場作用下的類固體狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)密封“零泄漏”，同時提高磁性密封介質(zhì)的磁導(dǎo)率是磁流變液在密封領(lǐng)域應(yīng)用的一個難題。為此，本發(fā)明提出了一種由微-納米級磁性顆粒構(gòu)成懸浮相的磁流變液，以促進(jìn)磁流變液在密封領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:
[0004]針對磁性液體在密封應(yīng)用中耐壓能力低這一問題，本發(fā)明特提出了一種由微-納米級磁性顆粒共同作為懸浮相而制成的磁流變液，該磁流變液相比由納米級磁性顆粒制成的磁性液體的磁導(dǎo)率較大，應(yīng)用于密封裝置的耐壓能力較高，且該磁流變液能有效改善由微米級磁性顆粒制成的磁流變液在磁場作用下的類固體狀態(tài)，滿足密封應(yīng)用所需的“零泄漏”要求，具有較好的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]該磁流變液由微-納米級的磁性顆粒、基載液和添加劑組成。所述微-納米級的磁性顆粒由微米級磁性顆粒與納米級磁性顆粒組成，其質(zhì)量百分比為47~89.5%，且微米級磁性顆粒與納米級磁性顆粒的質(zhì)量比范圍為0.2:1~4.5:1，其中，微米級磁性顆粒粒徑范圍為2μηι~20 μ m,納米級磁性顆粒粒徑范圍為Inm~15nm,另外,所述基載液的質(zhì)量百分比為10~50%，所述添加劑的質(zhì)量百分比為0.5~3%。所述的添加劑為油酸，所述基載液為去離子水、硅油、礦物油、烴類油、丙三醇中的任意一種。微米級磁性顆粒對應(yīng)的磁流變液在磁場作用下表現(xiàn)為類固體，一般呈現(xiàn)出相對較硬的簇狀結(jié)構(gòu)，各微簇團(tuán)間易出現(xiàn)微間隙，若將其應(yīng)用于密封裝置中易造成被密封體的泄漏；磁性液體是一種采用納米級磁性顆粒作為懸浮相的液體，在磁場作用下仍為液態(tài)，連續(xù)性較好，但相對磁流變液磁導(dǎo)率較低，以致在密封應(yīng)用中耐壓能力有限。采用一定組分微-納米級磁性顆粒作為懸浮相制得的磁流變液，在磁場作用下，微觀上表現(xiàn)為，微-納米級磁性顆粒沿著磁力線方向有序排列，微米級磁性顆粒形成主鏈結(jié)構(gòu)，納米級顆粒能夠有效填補(bǔ)微米級顆粒間的間隙，形成致密的鏈結(jié)構(gòu)；宏觀上表現(xiàn)為，磁場作用下納米級磁性顆粒對應(yīng)的液態(tài)狀物質(zhì)與微米級磁性顆粒對應(yīng)的類固體物質(zhì)間相互填補(bǔ)，形成一道穩(wěn)定的密封層。該發(fā)明對應(yīng)的磁流變液能夠滿足密封所需高耐壓、零泄漏的密封需求。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
[0008]本發(fā)明為一種由微-納米級磁性顆粒共同作為懸浮相而制成的磁流變液，該磁流變液能有效改善由微米級磁性顆粒制成的磁流變液在磁場作用下的類固體狀態(tài)，滿足密封應(yīng)用所需的“零泄漏”要求；該磁流變液較由納米級磁性顆粒制成的磁性液體的磁導(dǎo)率高，使得應(yīng)用該磁流變液密封裝置的耐壓能力顯著提高，應(yīng)用前景更加廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0009]先在燒杯中注入400毫升去離子水，然后稱取18克微米級磁性顆粒和12克納米級磁性顆粒，分別均勻倒入盛有去離子水的燒杯中，攪拌，并加熱到80°C，再加入12毫升的油酸，在80°C溫度下攪拌3小時。然后，從燒杯中倒出加熱后的混合液，并對之進(jìn)行清洗，用去離子水進(jìn)行多次清洗，直至混合物酸堿度呈中性，在真空干燥后與16克基載液礦物油進(jìn)行混合，攪拌2小時，最后在球磨機(jī)上進(jìn)行機(jī)械混合5小時即可得到本發(fā)明應(yīng)用于密封的磁流變液。由密封材料動密封實(shí)驗(yàn)可知，同等條件下，本發(fā)明的磁性液體的耐壓能力為常見磁性液體耐壓能力的3倍 多。
【權(quán)利要求】
1.一種用于密封的磁流變液，由微-納米級的磁性顆粒、基載液和添加劑組成，其特征在于:所述微-納米級的磁性顆粒由微米級磁性顆粒與納米級磁性顆粒組成，其中，微米級磁性顆粒與納米 級磁性顆粒的質(zhì)量比范圍為0.2:1~4.5:1。
【文檔編號】C10N30/06GK103789068SQ201410022903
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】李德才, 王四棋 申請人:北京交通大學(xué)