[發明專利]可變質量分布的鐵磁性智能液體及其應用

有效

• 申請號: 201610351544.1
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN105788799B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 董小閔;于建強;陳平根;席軍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01F1/44
• 分類號: H01F1/44
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種功能材料，特別涉及一種可變質量分布的鐵磁性智能液體及其應用。

背景技術

磁流變液體(MRF)是一種具有工程應用價值的新型智能流體材料,一般是由基液、可磁化的精細粒子(um級)以及表面活性劑組成的穩定膠凝液體。磁流變液能夠隨外加磁場強度的增加由液體逐漸轉變為類似固體,當外加磁場撤銷,磁流變液又能恢復到液體的狀態，這個變化是可逆的,不需要溫度變化，可磁化的精細粒子使磁流變液體獲得這種磁流變效應。它采用的磁性材料為:鐵、鈷、鎳等。它們的比重往往比基液大，往往需加入各種不同的表面活化劑來穩定磁流變液的化學、物理性能,并使其性能活化,用以產生磁粘性防止沉淀，MRF的基液要求低粘度、熱穩定性好、揮化性低、適用溫度寬和極高的絕緣性。目前，磁流變液體主要應用主要包括磁流變液阻尼技術、傳動技術、拋光技術、密封技術以及生物醫藥技術等方面。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可變質量分布的鐵磁性智能液體及其應用，用于對質量分布進行調節，在外界激勵與磁場的綜合影響下，智能液體中的顆粒會再分布以改變器件質量分布，使其重心偏移，改變器件的慣量，該液體原材料易得，價格低廉，環保性好，不污染環境。

本發明的可變質量分布的鐵磁性智能液體，由介觀尺度的鐵磁性顆粒分散于載液中形成穩定的懸浮液，所述鐵磁性顆粒的密度大于載液的密度，通過控制鐵磁性顆粒在載液中的空間位置調節鐵磁性智能液體空間質量分布；

進一步，所述鐵磁性顆粒粒徑為5μm-2mm；

進一步，液體原料按體積百分比包括3～50％的鐵磁性顆粒、48～95％的載液、0.01～1.5％的抗氧劑、0.1～2％抗團聚添加劑；

進一步，液體原料按體積百分比包括20％的鐵磁性顆粒、79％的載液、0.5％的抗氧劑、0.5％抗團聚添加劑；

進一步，所述鐵磁性顆粒為Co、Fe、Mg、Mn、Ni、Zn或其合金中的一種或多種，所述抗團聚添加劑為硬脂酸鹽、磺酸鹽、聚乙二醇、二炕基二硫代磷酸醋中的一種或多種；

進一步，所述載液為礦物油、合成烴、水、硅油、酯化脂肪酸中的一種或多種，所述載液的粘度為0.65cs-1000cs；

進一步，所述硅油為二甲基硅油；

進一步，所述抗氧劑為金屬抗氧劑。

本發明的可變質量分布的鐵磁性智能液體的應用，通過控制鐵磁性顆粒在載液中的空間位置，調節鐵磁性智能液體空間質量分布用于改變器件的固有特性；

進一步，將鐵磁性智能液體設置于器件的腔體中并加載磁場。

本發明的有益效果：本發明的可變質量分布的鐵磁性智能液體及其應用，鐵磁性顆粒在磁場作用力和外部激勵下，可根據需要控制鐵磁性顆粒在載液中的空間位置，調節鐵磁性智能液體空間質量分布特性，可主動控制基于鐵磁性智能液體的器件固有特性(如固有頻率、轉動慣量等)，調節具有可逆、響應速度快、調節范圍寬、溫度穩定性好等優點，在需要主動調節質量分布特性的裝置中有廣泛的應用前景，如主動可變質量分布特性的懸臂梁、主動可調慣量飛輪等。該液體原材料易得，價格低廉，環保性好，不污染環境。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述：

圖1為裝有此液體的器件在電流為0A時的狀態；

圖2為裝有此液體的器件在電流為0.6A時的狀態；

圖3為鐵磁性顆粒體積百分比為10％慣量隨電流變化情況；

圖4為鐵磁性顆粒體積百分比為20％慣量隨電流變化情況；

圖5為載液為不同粘度時，該智能液體隨電流變化圖；

圖6為鐵磁顆粒尺寸不同時，慣量隨電流變化對比圖，該智能液體隨電流變化圖。

具體實施方式