[發(fā)明專利]一種低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力的耐輻照磁流變液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210971006.8
• 申請(qǐng)日: 2022-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115295269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余淼;李士煦;綦松;浮潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F1/44
• 分類號(hào): H01F1/44;H01F41/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

本發(fā)明公開(kāi)了一種低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力的耐輻照磁流變液，包括磁性微米顆粒、磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒、基載液、分散劑、防沉劑、潤(rùn)滑劑、觸變劑、表面活性劑、耐輻照劑、抗板結(jié)劑，所述磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒由無(wú)機(jī)耐輻照增強(qiáng)顆粒材料通過(guò)球磨工藝對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行包覆制得；利用無(wú)機(jī)耐輻照顆粒材料，結(jié)合球磨工藝對(duì)磁性顆粒進(jìn)行包覆，并作為分散相添加到磁流變液中，由于納米磁性顆粒和耐輻照材料之間耦合協(xié)同的增強(qiáng)效應(yīng)，提升了磁流變液低磁場(chǎng)下的剪切屈服應(yīng)力和耐輻照能力，改善輻照極端環(huán)境下性能下降的問(wèn)題，同時(shí)兼具低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力、抗沉降性好，以及再分散性好的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種“智能材料”，具體涉及一種低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力的耐輻照磁流變液及其制備方法。

背景技術(shù)

在核電站、核潛艇平臺(tái)等減振場(chǎng)所，磁流變減振器中的磁流變材料以其獨(dú)特的磁流變效應(yīng)取得了良好的減振效果，但是由于輻照的存在，除了對(duì)磁流變材料的力學(xué)性能有較高的要求外，還對(duì)耐輻照特性有著嚴(yán)格的要求。一般來(lái)說(shuō)，射線輻照會(huì)使聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和分子鏈裂解，從而使聚合物的粘度增加，導(dǎo)致磁流變材料性能衰減，嚴(yán)重地會(huì)喪失原有的特性，這就對(duì)磁流變材料的耐輻照性能提出了非常高的要求。磁流變液是一種新型的智能材料，由基載液、磁性顆粒和添加劑組成。在沒(méi)有外部磁場(chǎng)的情況下，磁流變液呈現(xiàn)出液體狀態(tài)，當(dāng)施加了外部磁場(chǎng)之后，磁流變液中的顆粒會(huì)在毫秒級(jí)內(nèi)沿磁場(chǎng)方向排列成鏈，由牛頓流體轉(zhuǎn)換為賓漢塑性流體，而撤去外部磁場(chǎng)之后，材料又會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的液體狀態(tài)。磁流變液這種智能可控、響應(yīng)迅速和可逆變換的特點(diǎn)，使其可以應(yīng)用在阻尼減振，超精密拋光，機(jī)械傳動(dòng)，電磁吸波等方面。磁流變?cè)谧優(yōu)橘e漢塑性流體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生剪切屈服應(yīng)力，使磁流變液工作在屈服后。剪切屈服應(yīng)力是磁流變液的力學(xué)核心，傳統(tǒng)鐵磁顆粒作為分散相的磁流變液在高磁場(chǎng)(600mT以上)下具有很高的剪切屈服應(yīng)力，但受限于磁感應(yīng)強(qiáng)度與面積的反比關(guān)系，工作環(huán)境中達(dá)不到如此高的磁場(chǎng)，一般是在100mT-400mT，甚至是在10mT-50mT，這就造成了磁流變液剪切屈服應(yīng)力很低，無(wú)法發(fā)揮出其優(yōu)異的力學(xué)特性。

因此，需要一種新型的磁流變液，提高磁流變液低磁場(chǎng)下的剪切屈服應(yīng)力，改善輻照極端環(huán)境下性能下降的問(wèn)題，兼具低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力、抗沉降性好，以及再分散性好的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力的耐輻照磁流變液，提高磁流變液低磁場(chǎng)下的剪切屈服應(yīng)力，改善輻照極端環(huán)境下性能下降的問(wèn)題，兼具低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力、抗沉降性好，以及再分散性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的低磁場(chǎng)下高剪切屈服應(yīng)力的耐輻照磁流變液，所述磁流變液原料按重量份包括：磁性微米顆粒60～70份、磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒1～5份、基載液15～20份、分散劑1～5份、防沉劑1～5份、潤(rùn)滑劑1～5份、觸變劑0.2～1份、表面活性劑1～5份、耐輻照劑0.1～0.5份、抗板結(jié)劑0.01～0.05份，所述磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒由無(wú)機(jī)耐輻照增強(qiáng)顆粒材料通過(guò)球磨工藝對(duì)磁性納米顆粒進(jìn)行包覆制得；

進(jìn)一步，所述磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒的制備方法包括以下步驟：

將熱固性粘結(jié)劑加熱至溫度為80～100℃后調(diào)整溫度至40～60℃，緩慢加入丙酮稀釋并加入磁性納米顆粒與無(wú)機(jī)耐輻照增強(qiáng)顆粒攪拌均勻，在磁場(chǎng)作用下加熱至溫度為70～90℃下固化，固化完成后粉碎成顆粒，制得磁性耐輻照增強(qiáng)顆粒；

進(jìn)一步，所述無(wú)機(jī)耐輻照顆粒與磁性納米顆粒質(zhì)量比為1：1；

進(jìn)一步，所述磁性納米顆粒和磁性微米顆粒均為為含鐵、含鈷、含鎳及其合金中的至少一種，所述磁性納米顆粒粒徑在1-500納米，所述磁性微米顆粒粒徑在0.5-500微米，所述無(wú)機(jī)耐輻照顆粒為鎢酸鉛、氧化鉛、四氧化三鉛、氧化鉍、氧化鈰、硫酸鋇、二苯乙炔、二苯甲酮中的一種或兩種以上混合物，所述熱固性粘結(jié)劑為聚酰亞胺樹(shù)脂液；

進(jìn)一步，所述磁性納米顆粒粒徑為2-10納米，所述磁性微米顆粒粒徑為1-10微米；