磁流体稳定性的解析

一、引言 磁流体又称磁性液体,目前已广泛地应用在润滑、密封、研磨、分选、换能、印刷、医药等许多领域。磁流体通常是由强磁性微粒、基液以及表面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状溶液。该流体表观上没有磁吸引能力,只有在外磁场的作用下,才能显示出具有磁性功能的液体。七十年代我国开展了磁流体的基础研究和应用研究,提出许多新的见解。 本文在前人工作的基础上,仅就磁性微粒(含非磁性体)在磁流体中所处的状态和作用,以及外磁场对磁流体稳定性影响进行了解析。 二、磁流体稳定性的解析 1.粒子间的磁力吸引     

相对速度对磁流体液体动密封中界面稳定性的影响

推导了旋转轴液体密封中液-液界面由于相对运动引起的切应力,从相对速度角度对液体动密封界面稳定性问题进行了研究,并对结构进行了改进,将磁流体界面的稳定性问题转化为静态扩散处理.     

磁流体用于旋转轴液体密封的研究

本文以润滑油为例,通过实验研究了磁流体密封液体时的界面稳定性。结果表明,磙流体用于液体密封时,其密封寿命不仅与磁流体的特性有关,而且与液-液界面的磁场分布有关。在成功合成与被密封液体不相溶的磁流体的基础,通过合理布置密封装置的磁场和磁路,可以在大大延长磁流体用于旋转轴液体密封的寿命。     

高速单级磁流体密封的实验研究

实验研究了单级磁流体密封的密封特性,即破裂压力差和功率损失,以探索飞轮系统磁流体密封的最佳设计条件.对直径120mm的转轴,在最大转速12000r/min时,进行了测定。     

磁表面张力--磁流体密封机理研究的新思路

本语文从液体与固体界面之间的关系,以及它们之间存在的表面张力入手,从另一个角度探讨了磁流体密封的机理。通过分析和试验,得出了磁流体密封能力与表面张力间的定必顷把磁性力作为附加的范德瓦引力的新思路基础上,提出了磁表面张力新概念,为研究磁流体密封能力作限一些基础性的工作。     

磁流体密封压力的计算与实验研究

根据理论计算和实验结果,分析了磁流体密封装置中磁源的磁感应强度和磁流体的饱和磁化强度对密封能力的影响,结果表明,随着磁源的磁感应强度和磁流体的饱和磁化强度的增加,磁流体密封能力相应增加。     

旋转速度对磁流体密封能力的影响研究

根据磁学理论进行了磁回路的磁系统设计，在此基础上研制了磁流体密封的实验装置，同时进行了速度和密封能力关系的实验研究，特别考察了小轴径在低旋转速度和静止时磁流体密封能力的变化，试验结果表明，随着轴的转速的提高，密封能力下降，而且速度越高，理论和实验的背离现象越严重；小轴径低旋转速度时，对磁流体密封的密封耐压能力基本无影响。     

磁流体辅助抛光工件表面粗糙度研究

给出了磁流体辅助抛光的机理,以及依据Preston方程建立的磁流体辅助抛光的数学模型。并通过实验详细研究了磁流体辅助抛光后工件的抛光区形状,以及抛光区内表面粗糙度情况。最终加工出了表面粗糙度为0.76 nm(rms值)的光学元件,其高频表面粗糙度达到0.471 nm(rms值),满足了对一定短波段光学研究的要求。结果表明:磁流体辅助抛光可以用于对光学元件进行超光滑加工;在磁流体辅助抛光过程中,较大粒度的磁流体抛光液有利于工件表面粗糙度快速降低,较小粒度的磁流体抛光液可以获得更加光滑的光学表面。     

磁流体液体动密封结构中漏磁控制参数的优化设计

本文根据外加磁场对磁流体和被密封液体界面稳定性的影响，对磁流体流体密封结构中的轴向漏磁参数进行了优化设计。结果表明，在密封旋转轴上添加合适厚度的高导磁套和合适宽度的非导磁势圈，可以有效地将密封界面处的漏磁控制在界面稳定性阈值以下，从而保证磁流体液体密封中磁流体和被密封液体的界面稳定性。     

纳米二氧化硅对液体磁性磨具稳定性改良的研究

液体磁性磨具是将最新的智能材料技术、磁流变技术应用于光整加工过程,但其稳定性大大阻碍了液体磁性磨具光整加工的实用化进程.因此文章主要研究液体磁性磨具中加入纳米级的二氧化硅对其沉降稳定性的影响.并就纳米二氧化硅对相变结构的影响机理进行分析.     

沉淀氧化法制备Fe3O4磁性粒子的研究

在以沉淀氧化法制备不同粒径大小、高比饱和磁化强度的Fe3O4磁性粒子过程中,用NaNO3,NaClO3和KMnO4代替传统的空气作氧化剂氧化Fe（OH）2.本文研究了各种工艺因素对所得Fe3O4磁性粒子的粒径和比饱和磁化强度的影响,结果表明：氧化剂氧化能力和反应液pH值是影响Fe3O4磁性粒子粒径的主要因素.与采用空气氧化制备Fe3O4磁性粒子不同,采用NaNO3和NaClO3为氧化剂制备的Fe3O4磁性粒子形态不受pH值变化的影响,均为球形,且在粒径大小相近的情况下,比饱和磁化强度明显高于以空气氧化所制备的Fe3O4磁性粒子.     

磁流体密封性能的实验研究

本文设计加工了一套全新的磁流体旋转密封实验装置，能保证高性能磁源和有效防止漏磁，具有较高的实验精度。利用该实验装置，分别研究了磁流体密封的密封间隙、磁流体和饱和磁化强度、磁流体的注入量对密封耐压能力的影响，对实验现象和结果进行了分析与讨论。     

硅油基纳米Fe_3O_4磁性液体的制备

采用化学共沉淀法,成功制备了纳米Fe3O4微粒,主要研究了Fe2+与Fe3+不同物质的量比对Fe3O4微粒、粒径及磁化强度的影响,采用不同表面活性剂制备了硅油基纳米Fe3O4磁性液体。结果表明:Fe2+与Fe3+物质的量比对Fe3O4微粒性能影响显著,对微粒尺寸影响不大,均为纳米级,当Fe2+与Fe3+物质的量比为0.6时,其饱和磁化强度达到最大,为52.1 A.m2.kg-1;在无水乙醇中,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的分散效果虽优于油酸,但与硅油相溶性差、增粘作用明显的缺点限制了PVP的使用;而油酸由于亲油性好,更适合作为制备硅油基Fe3O4磁性液体的表面活性剂。     

磁流体密封的磁场分析

讨论了铁磁流体的密封机理及ANSYS软件的特点，并给出使用有限元分析软件ANSYS计算磁场的方法，结合该软件解算了矩齿型密封装置的磁场分布，通过对计算结果的分析探讨了铁磁流体密封的一些特点。     

磁致驱动人工肌肉用Fe304纳米粉的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了用于磁致驱动人工肌肉的Fe3O4纳米粉,经正交试验得到了最佳制备工艺参数,用XRD、TEM及振动样品磁强计等对其进行了表征.结果表明:产物平均粒径为9.7 nm,饱和磁化强度为60.9 A·m2·kg-1,具有超顺磁性;用Fe304纳米粉制备的磁致驱动人工肌肉的表面比用分析纯Fe3 O4制备的表面更加平滑、颗粒分布更趋均匀.     

磁性液体的粘度在外施磁场下呈各向异性的机理

磁性液体对外施磁场有特殊的敏感，外施磁场下的磁性液体的粘度大小和方向随外施磁场变化而使粘度呈各向异性。本文通过实验观察和计算分析发现磁性液体在外施磁场下弱絮凝行为表现异常明显，而且显示出特有的方向性，弱絮凝不同于絮凝，弱絮凝又不会使胶体系失稳，与磁性液体内摩擦性能的实际应用相符，从而揭示了磁性液体在外施磁场作用下的方向性弱絮凝是产生粘度各向异性的机理。