磁流变液的研发与应用

本文简介和评价了国内外近年磁流变液的研发概况，包括磁流变减振（震）液、磁流变抛光液、磁流变密封液的研究和应用情况。     

磁流变液技术及应用研究

磁流变液是一种性能奇特的智能流变材料,由于其响应时间快、可控性强、耗能极小、工作温度范围宽等特点,已经成功应用在各种领域,尤其在减振控制方面.耗能量、动力学性能及精确性为下一代产品的三大性能指标,而基于磁流变液结构的产品无疑将成为未来产品的主力军.介绍了磁流变液的组成、特性、工作模式及典型应用主要在阻尼器、离合器、制动器及柔性夹具方面),指出了磁流变液目前存在的主要问题及发展方向.     

水基磁流变液的制备及其性能研究

以经过表面处理的微米级羰基铁粉、亚微米级四氧化三铁粉末为悬浮相,去离子水为悬浮介质,加入适当的添加剂,通过一定的工艺制备出综合性能良好的水基磁流变液.研究了几种含有不同悬浮相粒子和不同添加剂的磁流变液的剪切性能和沉降稳定性能,分析了悬浮相的组成对磁流变液磁流变性能的影响以及添加剂对改善磁流变液抗沉降团聚稳定性的作用.     

高性能磁流变液的稳定性及应用

对近年来发展的高性能磁流变液的磁学特性、流变学特性、抗沉降团聚稳定性、温度稳定性、摩擦学特性、应用性能、耐久性做了简要介绍和讨论。     

磁流变液动密封实验研究

磁流变液是一种由铁磁性悬浮相、悬浮介质和添加剂组成的分散体材料,具有高的饱和磁化强度,在外磁场作用下能产生高的屈服应力,可用于旋转轴的较高压差密封.设计了一种旋转轴密封装置,该装置包括高性能的永磁体、导磁良好的极靴和旋转轴,注入自制的磁流变液,在轴转速8000r/min时能够密封的氢气压差达到0.3MPa.     

抛光用磁流变液的研究

磁流变抛光是一种新兴的先进光学加工技术,已引起人们广泛关注.本文综述了磁流变抛光技术的应用状况及抛光机理,介绍了抛光用磁流变液的制备原理、制备方法及流变特性.并对影响抛光用磁流变液稳定性的因素及改进方法进行了详细分析,最后展望了今后的研究方向.     

单筒充气型轿车磁流变液减振器研究

针对传统的双筒型磁流变液减振器底阀容易堵塞和单筒浮动活塞密封困难的问题,提出了一种单筒复合节流充气气囊补偿的磁流变液减振器。利用实验数据辨识了磁流变液的Herschel-Bulkley本构模型参数;建立了环形阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程,利用Herschel-Bulkley本构模型得出了磁流变液速度分布表达式;研究了非牛顿流体环形通道节流、牛顿流体小孔节流和气囊补偿共同作用下的阻尼力计算方法。根据某轿车悬架参数要求,设计制作了磁流变液减振器样机;利用WDTS型油压减振器实验台对其进行了示功特性测试。测试结果表明:在不同电流激励作用下,磁流变液减振器的理论阻尼力值和测试值吻合较好,所提出的分析方法是合理的。     

永磁流变抛光中磁流变液的性能研究

利用永磁流变抛光技术制造超光滑光学元件是一项极具前景的超精密制造技术.本文在明确磁流变抛光机理的基础上,主要对一种新颖的油基磁流变抛光液进行了配制,并对其主要性能如流变性、稳定性进行了试验研究,所获得的油基磁流变液的初始粘度达到0.5 Pa·s,流变性具有较大范围内的稳定性.对油基磁流变液抛光性能的试验研究证明其具有良好的抛光特性,抛光23min后工件表面粗糙度降低到0.6739nm.     

磁流变液及磁流变阻尼器特性浅析

磁流变技术是目前国内外研究的特点。本文对磁流变阻尼器的研究发展进行了介绍，重点论述了磁流变液及磁流变阻尼器的特性。     

Non-Settling Super-Strong Magnetorheological Fluids

A magnetorheological (MR) fluid is generally called a suspension in which magnetic particles are dispersed in a non-magnetic medium. When an external magnetic field is applied, a pseudo-phase transition occurs within a short time to generate yield stress, and when the magnetic field is released, it returns to the suspended state. Due to these unique characteristics, it is classified as a smart material to be widely applied in various industries. High performance MR fluids require high yield stress and stability for long-term use. However, it is very difficult to improve performance and stability simultaneously due to the limited amount of magnetic particles in the suspension and particle sedimentation caused by the density mismatch between the suspending particles and the liquid phase. In this study, an MR slurry is developed that is completely different from the MR suspension, starting from the opposite concept. An innovative non-settling (i.e., permanently stable) magnetorheological slurry is successfully created that exhibits unprecedented ultra-high yield stress. This result is expected to be a turning point for applying MR fluids to more diverse industries. In addition, a simple fitting equation expressing the yield stress as a function of the particle volume fraction is proposed.     

磁流变液制备的最新进展

介绍了一种新型的智能材料－磁流变液的性能，并对磁流变液的主要组成成分进行了分类总结，阐述了磁流变液制备的最新发展的情况。另外简要介绍了磁流变液应用的方向。     

磁流变弹性体的研究现状及工程应用

磁流变弹性体是一种新型磁流变材料,其特点是流变性能可控可逆、响应时间非常短,而且稳定性好、结构设计简单,因而在智能化减振降噪、电磁传感器和主动控制等领域具有广阔的应用前景。系统介绍了国内外磁流变弹性体的研究现状,包括磁流变弹性体的力学模型、磁致力学性能及影响因素和工程应用,并提出了今后应深入研究的几个问题。     

高性能磁流变液研究的进展

本文综述了近年来在高性能磁流变液的合成制备、性能表征和工程应用等方面国内外开展的研究工作,并对高性能磁流变液在可靠性方面的发展趋势进行了阐述。     

复合智能磁流变液的制备及流变性质研究

利用多元醇软化学方法制备了Co-Ni超细颗粒,将Co-Ni磁性颗粒与微孔材料通过粘结剂混合研磨,制得复合磁性颗粒,为了克服磁流变液的沉降稳定性,今复合磁性颗粒的密度等于载液的密度,各组分按此比例制备的MRF具有较好的稳定性。利用旋转粘度测试表明,无外场时,磁流变液的剪切应力τ随剪切速率γ变化的本构关系为：τ＝11．4γ^0.7。为一非牛顿液体。探讨了剪切应力和表现粘度系数随外加磁场和温度的变化关系,表明研制的MRF的流变性质具有较高的低磁场敏感性质,并且具有较好的温度稳定性。     

超细Co-Ni合金复合磁流变液的制备及流变性质研究

利用多元醇软化学方法制备了Co-Ni超细颗粒,将Co-Ni磁性颗粒与微孔材料通过粘结剂混合研磨,制得复合磁性颗粒,为了克服磁流变液的沉降稳定性,令复合磁性颗粒的密度等于载液的密度,各组分按此比例制备的MRF具有较好的稳定性。利用旋转粘度计测试表明,无外场时,磁流变液的剪切应力τ随剪切速率γ变化的本构关系为：τ＝11．4γ^0.7,为一非牛顿液体。探讨了剪切应力和表观粘度系数随外加磁场的变化关系,表明研制的MRF的流变性质具有较高的低磁场敏感性质。     

磁场作用下磁流变液剪切性能的实验分析

本文研究了磁流变液的力学性能,制备了羰基铁粉体积分数为20%的硅油基磁流变液,观察了磁流变液在磁场作用下的微观变化,测试了磁流变液的剪切性能。实验表明,无磁场作用下,磁流变液为牛顿流体;在磁场作用下,随着剪切速率的增加,剪切应力趋于稳定,表观粘度呈现指数式下降,磁流变液具有剪切稀化效应,符合广义Bingham模型。磁流变液剪切应力和外加电流的依赖关系为:在电流较小时,剪切应力表现为指数增长,指数值约为1.5;随着外加电流的增大,剪切应力表现为线性增长,最终达到稳定值。     

Temperature Effect on the Torque Characteristic of a Magnetorheological Clutch

In this article the torque characteristic of a permanent magnet magnetorheological (MR) clutch is investigated focusing on the influence of temperature. An experimental campaign was carried out on a test bench equipped with a caulk oxen, heating up to 80°C. The torque characteristic was measured monitoring both fluid and clutch case temperature. Torque data were processed and well fitted by a formula where the temperature dependence is expressed by Arrhenius law. In particular, a loss of transmitted torque for increasing temperature was found. An approximate dependence of MR fluid shear stress on temperature, useful for similar devices, was also obtained.     

铁粒子多分散系统磁流变液的制备和性能研究

磁流变液是铁磁性颗粒分散到低粘度的油中形成的稳定的悬浊液。其扩散特性主要由颗粒本身的物性和颗粒间的相互作用而决定。为了更好的控制颗粒间的相互作用,我们加入同样物性,但尺寸更小的颗粒,以调控悬浊液的流动特性。研究显示,在高体积百分比的磁流变液中加入亚微米尺寸的铁颗粒可以显著改善流体在没有外加磁场情况下的流动特性。受范得华力影响,加入的小颗粒首先附着在大颗粒周围,形成组装体,组装体间范得华力较小,从而有效降低了流体粘度。流体的粘度随着小颗粒在大颗粒上附着的比例不同而变化。随着小颗粒的增加,流体中铁颗粒的体积百分比增加,从而提高了磁流变液在磁场中的屈服应力,增强了磁流变液的磁流变效果。     

实用型磁敏橡胶的制备和力学性能

以NR/SBR并用胶为基体制备磁敏橡胶,研究了偶联剂修饰羰基铁粉和不同羰基铁粉、炭黑N660及软化剂橡胶油B-15的含量对其物理、力学性能以及磁流变性能的影响。结果表明:以NR/SBR并用胶为基体,使用适量硅烷偶联KH-570修饰的羰基铁粉(含量为300 Phr)(以纯橡胶或生胶重量为100 Phr的相对量单位,下同)、炭黑N660(含量为40 Phr)和软化剂橡胶油B-15(含量为15 Phr)制备的磁敏橡胶,具有最佳的物理与力学性能和磁流变效应。这是合理结构偶联剂修饰、炭黑增强、软化剂增韧等效应综合作用的结果。