[發(fā)明專利]非水基磁流變拋光液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410292504.5
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104017503A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭小強(qiáng);石峰;陳少山;胡皓;關(guān)朝亮;戴一帆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及易潮解晶體光學(xué)元件的磁流變拋光，具體涉及一種低粘度穩(wěn)定的非水基磁流變拋光液及其制備方法。

背景技術(shù)

磁流變拋光技術(shù)(MRF)是一種新型的光學(xué)加工方法，它利用磁流變拋光液在磁場中的流變性對工件進(jìn)行拋光，可實現(xiàn)材料的確定性去除和工件表面的亞納米級表面粗糙度加工，磁流變拋光液的性能直接關(guān)系到磁流變拋光的效果，是磁流變拋光技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。根據(jù)磁流變拋光技術(shù)的加工特點，對磁流變拋光液的主要要求為：零磁場粘度低，磁流變拋光液能在循環(huán)設(shè)備中循環(huán)流動；流變性能好，磁流變拋光液能在磁場作用下瞬間發(fā)生強(qiáng)大的剪切應(yīng)力變化，實現(xiàn)確定性拋光；穩(wěn)定性能好，實現(xiàn)長期穩(wěn)定的相同工作參數(shù)；另外要求無毒、不揮發(fā)和不氧化。

當(dāng)前磁流變拋光加工中，絕大多數(shù)使用的是水基磁流變拋光液，該類型拋光液的基載液是水，所以比較容易配制出適合磁流變拋光的低粘度、無毒等特性，但是水基磁流變拋光液公認(rèn)所難解決的問題是：易沉降，易氧化，易結(jié)塊；另外由于水基磁流變拋光液的基載液是水，限制了它的加工范圍，不適合加工具有易潮解特性的這類零件如KDP晶體。當(dāng)前在磁流變阻尼器、磁流變減震器、磁流變密封裝置中廣泛使用了基載液為硅油的磁流變液，這些儀器對磁流變液的主要性能要求為長期穩(wěn)定性，為了解決沉降穩(wěn)定性問題，一般選用粘度大的硅油為基載液，所配制出來的磁流變液呈現(xiàn)綢狀；或者選用不易沉降的納米鐵粉，但是所配制的磁流變液流變性能不強(qiáng)。中國專利文獻(xiàn)CN1613919A和美國專利文獻(xiàn)USP6824701均公開了油基磁流變液，但是其主要的使用對象為阻尼器和減震器等設(shè)備，目前尚未發(fā)現(xiàn)針對磁流變拋光的非水基磁流變拋光液。而要配制適合于對易潮解晶體進(jìn)行磁流變拋光的非水基磁流變拋光液的技術(shù)難點在于：如何選擇粘度低的非水基基載液，使磁流變拋光液的粘度滿足循環(huán)設(shè)備的要求；在要求磁流變拋光液流變性能強(qiáng)的情況下，如何實現(xiàn)磁流變拋光液的長期穩(wěn)定、不沉降和不結(jié)塊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種零磁場粘度低、流變性能好、長期穩(wěn)定、不沉淀和不結(jié)塊的非水基磁流變拋光液及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種非水基磁流變拋光液，所述非水基磁流變拋光液包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

上述的非水基磁流變拋光液中，優(yōu)選的，所述非水基磁流變拋光液在20℃時的粘度為0.35Pa·s～0.55Pa·s。

上述的非水基磁流變拋光液中，優(yōu)選的，所述烷氧基醇包括二乙二醇單丁醚或乙二醇單乙醚。

上述的非水基磁流變拋光液中，優(yōu)選的，所述磁敏顆粒為羰基鐵粉；所述羰基鐵粉的粒度為1μm～10μm，含F(xiàn)e純度大于97％，相對品質(zhì)因素大于1.75，有效磁導(dǎo)率大于3。

上述的非水基磁流變拋光液中，優(yōu)選的，所述表面活性劑為磷酸脂、脂肪酸、司班、吐溫中的一種或多種。

上述的非水基磁流變拋光液中，優(yōu)選的，所述表面活性劑為脂肪酸、司班和吐溫的混合物，所述脂肪酸為硬脂酸；所述硬脂酸、司班、吐溫的質(zhì)量比為1∶1∶1。

作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述非水基磁流變拋光液的制備方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)非水基磁流變拋光液的配方，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱取烷氧基醇、磁敏顆粒、表面活性劑和去離子水；

(2)將烷氧基醇置于一容器罐中，先加熱至65℃～75℃并一直保持在該溫度，然后加入表面活性劑，經(jīng)混合形成復(fù)合液，再向復(fù)合液中加入磁敏顆粒，經(jīng)攪拌后，得到混合液；

(3)將混合液倒入球磨罐中，以150r/min～250r/min的轉(zhuǎn)速球磨2h～5h，然后加入去離子水，再以50r/min～100r/min的轉(zhuǎn)速球磨2h～5h，得到非水基磁流變拋光液。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述攪拌的速度為20r/min～60r/min，所述攪拌的時間為10min～30min。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述球磨罐中的混合液與鋼球的質(zhì)量比為8～12∶1，所述鋼球的直徑為2mm～4mm。

上述的制備方法中，優(yōu)選的，所述非水基磁流變拋光液經(jīng)制備得到后，置于一滾動裝置中，所述滾動裝置以20r/min～50r/min的轉(zhuǎn)速持續(xù)滾動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：