[發明專利]一種大功率場合用磁流變液的制備方法

在審

• 申請號: 201910029255.3
• 申請日: 2019-01-12
• 公開（公告）號: CN109767891A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 芮志行;王益民;史志新
• 申請（專利權）人: 芮志行
• 主分類號: H01F1/44
• 分類號: H01F1/44
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 於林峰

本發明涉及一種大功率場合用磁流變液的制備方法，屬于智能材料技術領域。本發明通過辛基三乙氧基硅烷對磷化羰基鐵粉進行表面處理，制備親油型磷化羰基鐵粉導磁性顆粒，通過辛基三乙氧基硅烷表面活性劑對磷化羰基鐵粉的表面處理，會抑制磷化羰基鐵粉顆粒在非導磁性基體內的團聚現象，同時辛基三乙氧基硅烷的有機基團通過物理吸附、化學吸附和靜電作用吸附在顆粒表面提高磷化羰基鐵粉在油相中的分散度和穩定性，從而減少油型磷化羰基鐵粉導磁性顆粒在非導磁性載體液的團聚和沉降現象，并且，磷化羥基鐵粉在具有親油性后，其與線性聚硅氧烷之間的分子間作用力會有效加強，從而有效提高在高黏度線性聚硅氧烷中的導熱性能。

技術領域

本發明涉及一種大功率場合用磁流變液的制備方法，屬于智能材料技術領域。

背景技術

作為一種磁敏智能材料，磁流變液主要由磁性顆粒和液態的基體共同組成，通常還會添加一些其它的添加劑來增加其穩定性。對磁流變液施加外部磁場，它能夠在幾毫秒的時間內從液態轉變成為類固態，而當外部磁場撤去時，它又能夠迅速地從類固態轉變為液態。磁流變液因其優良的性能迅速地引起了大家的關注，越來越多的學者從性能優化、機理和應用等方面對其展開研宄；雖然關于磁流變液的研宄很多，但是依然有很多問題亟待解決，例如磁流變液的沉降問題依然困擾著磁流變液的應用、關于磁流變液導電機理的研宄還不透徹、磁流變器械性能有待提高等。

磁流變液是磁流變智能材料中一個新的分支，吸引了越來越多研究者的注意。主要由基液（分散介質）、分散顆粒（分散質）、添加劑（穩定劑）等部分組成穩定懸浮液，具有低成本、低能耗、高屈服應力、寬溫度范圍（-400～500℃）、流變特性不受雜質影響等特點。已研究出或正在研究的各種磁流變液裝置，如離合器、變速器、減振器（用于直升飛機螺旋槳減振、汽車減振、各種武器瞄準系統的減振）、高品質的喇叭、溫度傳感器、加速度傳感器等，在自動化及結構智能控制領域具有廣闊的應用前景。1948年隨著磁流變液的誕生，在20世紀50年代，人們多用鐵粉這種單質顆粒作為磁流變液的磁性顆粒。但是由于鐵粉存在易氧化，存在顆粒體積有限而無法提高剪切屈服強度，密度較大而易發生沉降，還由于當時制造技術有限導致的抗磨損性差，團聚穩定性不佳等等諸多問題，這種材料在之后鮮有人用。之后相繼有人研究了磁性單質顆粒，如鈷粉、鎳粉，但性能不佳。20世紀60～80年代，磁性合金和金屬氧化物同時進入磁流變液領域，它們相對鐵粉，具有較大的矯頑力、中等飽和磁化強度、大的磁致伸縮性以及高的化學穩定性，并大大降低了顆粒密度，提升了沉降穩定性。之后羰基鐵粉逐漸覆蓋整個領域，它的飽和磁化強度能達2.15T，且物性較軟，具有可壓縮性，材料成本低、購買方便。但是羰基鐵依然存在密度大、化學穩定性差、顆粒較大、易磨損、與載液相容性不夠等問題。20世紀90年代末期，開始出現復合軟磁性顆粒，大致可分為3類：聚合物包覆鐵粉、軟磁性顆粒包覆非金屬材料和金屬顆粒包覆軟磁性顆粒。這些新型磁性顆粒在團聚穩定性、沉降穩定性、溫度穩定性、抗磨損性等一系列性能上更進一步提升了磁流變液的整體性能。

磁性顆粒的制備最早可以追溯到20世紀60年代，在首次制備磁流變液后，各學者開始從制備磁性顆粒入手提升其性能，最初的莫過于papell提出的機械研磨法，他將粉碎得到的鐵氧體粉末與有機溶劑加入球磨機中，經過長時間研磨并濃縮得到鐵磁顆粒。近年來，法國、瑞典、俄羅斯、新加坡、澳大利亞等國家的研究人員也在進行磁流變彈性體的研究。我國在磁流變材料方面的研究起步較晚，中國科學技術大學走在國內該領域研究的最前列，重慶大學、四川大學、浙江大學、清華大學和上海交通大學也有相關研究。