磁流体技术的应用与发展

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1、万方数据磁流体技术的应用与发展TheApplicationandDevelopmentoftheMagnetic—fluidicTechnology杭州应用工程技术学院(310013)王瑞金【摘要】简要介绍7目前国内外磁性流体的类型、性能、组成和制作方法，并对各种磁流体应用技术的原理和特点作1较为具体的论述，最后介绍7磁流体及其应用技术的研究状况和发展动向。关键词磁流体制作组成应用发展动向Keywordsmagnetic—fluid，manufacture，composition，application，developingtrend磁流体(或称磁性流体，Magneticfluid，另外还有一

2、个专用名：ferrofluid)是由0．1～500nm的导磁材料、分散剂和载体融合而成的胶体(图l是磁流体的结构模型)，具有许多特殊的功能，是目前国内外尖端的纳米技术之一。1．磁流体的分类到目前为止，磁流体还没有系统的分类方法，不过按业内区分的方法，可有4种：何磁滞现象，磁场对磁流体的作用力表现为体积力。可开发的应用产品有：磁流体陀螺、磁流体打印机、加速度表、通信纤维、人工肌肉、磁带磁迹显示、移位寄存器、磁性显影剂、软磁路、磁流体水平仪、磁墨水和磁印刷，医药上的药物导航载体、外科用磁刀，磁流体密封、磁流体定位润滑、磁流体研磨等。2)磁流体在外磁场的作用下，具有磁感应悬浮力。开发的产品有：选矿装

3、置、无摩擦开关、比重计、镍磁流体、稀有金属磁流体(如最新的钆磁流体)、台磁热转换器、磁流体制冷机、热交换器、音响装置等。金磁流体(如钴铁磁流体和锰一铁磁流体等)和掺杂5)磁流体具有双折射性能、双向色性及法拉第磁流体(如塑料微球掺杂磁流体、金属或非金属掺杂旋转等特点。可开发的应用产品有：光传感器、电流磁流体)。计、光快门、激光稳定器、光增幅器、光计算机等。2)按载液分有水基、烃基、煤油基、汞基、酯6)有很好的润滑性能，可开发的应用产品有：基、合金基和有机化合物基磁流体(当然也可按分散磁性润滑、磁流体轴承、拉拔加工装置等。剂种类分，如油酸磁流体、丁二酸磁流体和氟醚酸磁此外，磁流体还有与纳米粒子相同

4、的小尺寸效流体等，但要说明的是这种分类方法很少见)。应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。3)按应用领域分有密封用磁流体、润滑用磁3．磁流体的性能指标流体、医用磁流体、扬声器磁流体、印刷打印用磁流1)饱和磁化强度(单位：Gs)表示磁流体在外加体、能量转换用磁流体等。磁场的作用下可产生的最强的磁性，一般在500～4)按性能指标分有低粘度和高粘度磁流体、3000Gs范围。但据有关资料，现在已经可以达到近低挥发损失和高挥发损失磁流体、高饱和磁化强度i0000Gs的磁流体，是磁流体应用技术中最为重要和低饱和磁化强度磁流体、重磁流体和轻磁流体等。的一个技术指标。2．磁流体的性能和可开发的应用产品

5、2)粘度(单位：cP)表示磁流体的流动性能，是磁流体有许多特殊的性能和相应的应用产品，流体力学和流变学的重要参数，会对磁流体应用技总结起来主要有以下几个方面：术产生一定的影响。1)磁流体在磁场的作用下，磁化强度随外加磁3)磁性颗粒直径(ga位：nm或0．1nm)表示磁场的增加而增加，直至饱和，而外磁场去除后又无任流体的磁性颗粒的粗细程度，是影响四大效应的根《新技术新工艺》·机械加工与自动化2001年第10期．1E．哺等啪泵潲腊徽糠默涧枞珈茁器；有。排碰呻品等外制滞产器与乳揖的一一一一一桃掘谳晡研一一一一一耀馘撇熟㈣降的有的戢～一一一一由潮产流靳舢；霪擀；薹怖鬻襻～熏类最磁b斟獭撇㈣挑酬好舶黼舫

6、懈一一一一一”铁的就R如见的■}奉∞万方数据本因素(小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应)，也是影响磁流体稳定性、饱和磁化强度、热力学性能等的最重要的因素。4)挥发损失量[单位：g／(cm2·h)，一般在80℃下测量]是磁流体挥发性的指标，与磁流体的寿命、蒸气压有密切关系，主要由载体的性能决定。除此以外，还有许多性能指标，如比重、表面张力、导热系数、温度特性、磁化率、复合磁化率、频率特性、超导性能、耐蚀性、沸腾二相管流特性、各向异性、磁共振性能、磁性弛豫时间、流体动力学性能、流变学性能等。4．磁流体的制作方法1)碾磨法即把磁性材料和活性剂、载液一起碾磨成极细的颗粒，然后用离心法

7、或磁分离法将大颗粒分离出来，从而得到所需的磁流体。这种方法是最直接的方法，但很难得到300nm以下颗粒直径的磁流体。2)解胶法是铁盐或亚铁盐在化学作用下产生Fe。o。或7一Fe。O。，然后加分散剂和载体，并加以搅拌，使其磁性颗粒吸附其中，最后加热后将胶体和溶液分开，得到磁流体。这种方法可得到较小颗粒的磁流体，且成本不高，但只使用于非水系载体的磁流体的制作。3)热分解法是将磁性材料的原料[如Co：(