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磁流体材料

目录简介成分应用展望

简介磁流变液是将微米尺寸的磁极化颗粒分散溶于绝缘载液中形成的特定非胶性悬浮液体,因而其流变特性随外加磁场变化而变化。

简介磁性液体中的磁性微粒必须非常小，以致在基液中呈现混乱的布朗运动，这种热运动足以抵消重力的沉降作用以及削弱粒子间电、磁的相互凝聚作用，在重力和电、磁场的作用下能稳定存在，不产生沉淀和凝聚。磁性微粒和基液浑成一体，从而使磁性液体既具有普通磁性材料的磁性，同时又具有液体的流动性，因此具有许多独特的性质。

成分磁性液体是由强磁性微粒、基液以及表面活性剂三部分组成为了得到稳定的磁性液体，强磁性微粒必须足够小，如对铁来说，微粒直径要小于3纳米；对Fe3O4来说，直径不能大于10纳米。表面活性剂包覆在微粒表面，具有以下作用：1.防止磁性颗粒的氧化；2.克服范德瓦尔斯力所造成的颗粒凝聚；3.削弱静磁吸引力；4.改变磁性颗粒表面的性质，使颗粒和基液浑成一体。总的选择原则：活性剂的一端要能化学吸附在磁性微粒表面，形成溶剂化膜，另一端要与基液有较高的亲合性，使其能在基液中自由伸展摆动，同时还要求表面活性剂分子有一定的链长，以克服微粒间的范德瓦尔斯吸引力。

流变学特性在零磁场时,磁流变液的流变行为为牛顿流体行为。当施加外磁场时,磁流变液屈服后的流变行为表现为Binghamplastic形式:式中,总剪切应力,为场控剪切屈服应力,为塑性粘度,C为剪切速率。其中:式中,为体积分数,为真空磁导率,为局域饱和磁化强度,B为磁感应强度。为磁场控制屈服应力,来自于磁场下悬浮相磁偶极子间的相互作用。

旋转轴动态密封与其它各种各样的转轴动密封技术相比，磁性液体密封技术具有零泄漏、无固体磨擦、无机械磨损、能耗小、寿命长等优异特性，许多过去无法解决的工程难题，由于磁性液体的问世而迎刃而解。

阻尼器件与一般阻尼介质相比优点在于可挤占借助外磁场定位。例如在步进马达中使用磁性液体阻尼来消除系统的振荡与共振，使马达精确定位。另外在防振台中使用磁性液体阻尼（，可消除外界振动噪音的干扰，以确保精密仪器（天平，光学设备等）正常工作。

开关水银和磁性液体装在一个不导电的容器中，利用外磁场改变水银在容器中的位置，来达到接通和断开电流的目的。磁性液体密封在转轴上的非磁性容器中。当转轴静止时，磁性液体位于容器下部，传感器检测不到它；当轴转动时，离心力使磁性液体分布于容器内壁，传感器检测到磁性液体并引发开关动作。

MRF器件的优点MRF器件的优点主要是具有电控机械器件的能力，几乎无磨损，器件寿命长。满足许多重要应用的需求，如在较大磁场中的高剪切力、低磁滞损耗和低功率损耗、较快的响应速度及高温稳定性。从实际工程的应用角度来看，磁流变装置可以用普通的低压电源直接驱动。上述特点使得磁流变器件成为半主动控制的理想元件，在诸多领域有着广阔的应用前景。

展望：问题磁流变液也存在一些问题,这主要是响应时间长和易于沉淀。良好的磁流变液必须具备下列性能:1磁流变液所具有的磁流变效应是一种可逆变化,它必须具有磁化和退磁两种过程;2具有较大的磁饱和,以便使得尽可能大的“磁流”通过悬浮体的横截面,从而给颗粒相互间提供尽可能大的能量;3全部损耗(磁滞现象、涡流等)都应是很小的一个量;4强磁性粒子的分布必须均匀,而且分布率保持不变,这样才能保证其具有高度的磁稳定性能;5为了防止磁流变液被磨损并改变性能,这种液体必须具有极高的“击穿磁场”

展望：改进未来发展的三方面：1重视磁流变液基础理论的研究,研制性能良好的磁流变液;2建立更加合理的物理模型,寻求其计算的精确的理论方法;3研制和设计磁流变应用器件,如大阻尼可调式阻尼器、汽车离合器、保护性联轴器等有很大应用前景和经济效益的元件及结构。

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