合成油基ε-Fe3N磁流体的制备与性能

利用自行研制的氮化铁磁流体热解装置对用Fe（CO）5与氨气制取氮化铁磁流体的主要影响因素进行了研究。结果表明：在182℃时,通过调节反应气体的流量比,能够获得ε-Fe3N基磁流体;通过减小多孔板孔径可获得粒度更小的ε-FeaN性颗粒;随着反应时间的延长,磁流体的磁化强度逐渐增加。     

镀钛氮化

内燃机车上的很多零件要求有较高的耐磨性能,须进行氮化处理。一般的氮化工艺所需时间很长,镀钛氮化可缩短氮化时间。我厂对这一新工艺进行了试验和生产,取得了较好的效果。镀钛氮化原理镀钛氮化是利用钛对氮有强烈的亲和能力,使铁钛合金可以迅速地形成氮化层。铁钛合金是利用电解活性钛的强烈扩散作用与钢或铁形成铁钛合金。     

大轴径离心压缩机磁流体密封传热特性研究

高温会降低磁流体饱和磁化强度,造成永磁铁退磁,影响磁流体密封装置的可靠性及稳定性。为探讨磁流体密封装置传热特性,以大轴径离心压缩机磁流体密封为研究对象,同时考虑磁流体摩擦热和轴承摩擦热对磁流体密封装置传热特性的影响,利用有限元数值计算与磁流体、轴承摩擦功耗理论分析相结合的方法,研究磁流体密封装置温度分布规律,分析齿宽、密封间隙和转速对永磁铁和磁流体最高稳态温度的影响,并确定相关工况所需冷却液质量流率。结果表明：由于轴径尺寸较大,表面线速度高,磁流体黏性摩擦热及轴承摩擦热对密封装置传热特性有显著影响,在无冷却工况下,密封装置最高温度超过磁流体和永磁铁的极限使用温度,需通过强制对流换热的方式进行降温处理;永磁铁及磁流体最高稳态温度随着齿宽增加而升高,随着密封间隙增加而减小;随着转速的增加,永磁铁及磁流体最高稳态温度升高,且转速越大,相同转速梯度差之间的温度差越大。     

铁谱技术中非铁磁性磨损颗粒的监测研究

在使用铁谱技术进行机械工况监测过程中，由于铁谱仪的磁场很难收集到摩擦副产生的非铁磁性磨损颗粒，往往会导致监测结果产生偏差或不正确。以钢一铜试件对磨后获得的油样为例进行铁谱对比实验，研究了磁流体在非铁磁性磨粒监测方面的应用。结果表明，在磁流体的作用下，油液中的非铁磁性磨粒将被磁化而有效沉积到铁谱片上，从而使油液的监测分析结果更为全面和准确。此外，介绍了磁流体的组成，分析了磁流体使非铁磁性磨粒磁化的机理。     

基于模糊C-均值聚类算法的柴油机磨损状态评判

论述了模糊C-均值聚类算法的原理与步骤，选取光谱分析中磨损元素的含量和3个定量铁谱参数作为特征参数，将模糊C-均值聚类算法应用到柴油机磨损状态评判体系中，可以得到聚类中心和用于分类的标准向量。对聚类结果进行了验证，表明应用模糊聚类的方法评判柴油机的磨损状态是可信的和准确的。     

磁流体加速度传感器的研究与设计

介绍了加速度传感器的应用和磁流体的特性，给出一种磁流体加速度传感器的结构，分析了磁流体加速度传感器的原理，该加速度传感器以磁流体的粘性力作为粘性阻尼，不需要移动的机械装置，克服了普通传感器触点的磨损难题，可以提高传感器的使用寿命和抗过载能力。传感器中采用环形永磁铁，通过对两种充磁方式的永磁铁的磁场和磁场力分析，选取辐射状充磁的永磁铁。最后设计外围电路将输出结果通过LED显示。     

表面氮化对活塞环摩擦磨损参数的影响分析

用摩擦磨损试验机对铸铁活塞环在氮化前后与高硼铜铸铁缸套配合分别进行了半小时和一小时摩擦磨损试验,测量了氮化前后的活塞环表面摩擦系数和磨损量、磨损率,并对磨痕进行了分析。结果表明:未氮化活塞环摩擦系数大于氮化环,摩擦系数变化稳定性比氮化活塞环差,未氮化环磨损量较氮化环增大了约39.6%(半小时)及51.0%(一小时),未氮化环磨损率的一小时试验比半小时试验平均升高6.7%,氮化环磨损率降低了13.7%,与未氮化环配合的缸套磨损量较与氮化环配合的缸套的磨损量和磨损率与活塞环比较规律一致,表面磨痕显示未氮化环磨损剧烈,由此氮化处理提高活塞环-缸套摩擦副的稳定性,且耐磨性得到提高。     

磁流体密封技术及在反应釜中的应用

通过对磁流体及磁流体密封原理的分析与研究，给出了结构设计方法，对其在反应釜中的应用进行了分析。     

M2钢软氮化脆性分析

本文对高速钢M2软氮化后的脆性试样渗层进行了电子探针扫描分析,发现软氮化渗层中引起脆性的脉状(网状)化合物主要是铁的碳氮化合物,研究表明,加强对高速钢软氮化工艺中碳渗剂及渗碳过程的控制,是控制其软氮化脆性的重要因素。     

磁流体密封在拉丝机中的应用及结构优化设计

介绍了磁流体及其密封原理，探讨了拉丝机密封装置改进的可能性及应用磁流体密封的优点，对磁流体密封结构进行了优化设计，并讨论了应用磁流体密封时需注意的问题。     

磁流体在磁场中的粘度测试研究

针对磁流体在磁场中粘度测试的特殊性,研制了一种新型的旋转法磁流体粘度测试实验台,该实验台可通过测试带动工作气隙内磁流体作旋转剪切运动所需的力矩来推算得出磁流体的粘度,满足磁流体在磁场中的粘度测试要求。利用所设计的实验台对矿物油基Fe3O4磁流体的粘度进行了测试,研究了外加磁场、温度及磁流体中磁性颗粒含量对其粘度的影响规律。结果表明:磁流体的粘度随着外加磁场强度的增加而增大,当磁场强度增大到一定程度时,其粘度变化逐渐趋缓;随着温度的升高,磁流体的粘度呈不断下降趋势,在有外加磁场作用情况下,其粘度下降的幅度要远大于无外加磁场作用的情况;随着磁流体中所含磁性颗粒质量分数的增加,其粘度逐渐增大,当磁性颗粒质量分数小于30%时,粘度增加缓慢,但当质量分数超过30%以后,粘度则急剧增大。     

磁粉性能对磁粉离合器特性影响分析研究

研究了磁粉离合器转矩传递的工作机理,建立了磁粉离合器磁场场域的分析模型,重点分析研究了磁粉的磁性能和粒径对磁粉离合器转矩传递特性的影响关系,仿真结果与磁粉离合器实际工作特性相吻合。研究结果表明,通过提高磁粉材料磁性能、减小磁粉粒径可有效提高磁粉离合器转矩传递性能。     

磁流体粘度特性研究

通过对旋转式粘度计进行改进,在测试区域内产生了可调磁场,并利用该实验台,分别测定出2种磁性液体的粘温和粘磁关系。结果表明:磁流体在磁场的作用下,粘度随外加磁场的增强而逐渐增大,呈现非牛顿流体的特性,主要由于磁粒子沿磁力线运动,这种运动会使悬浮粒子流动阻力增大,表现为粘度的增大;在没有磁场作用时,与一般的润滑剂一样,磁流体的粘度随温度的升高而逐渐降低,基载液的粘度随温度的变化规律对磁流体的粘温关系影响很大,基本符合Arrhen ius公式。     

基于高梯度磁场结构电感式油液污染物检测传感器研究

机械设备油液中不可避免会引入一些污染物,这些污染物会对设备的正常运行造成影响,尤其金属磨粒。在一定程度上,磨粒的属性反映着设备的磨损状态。目前检测磨粒的方法有很多,而电感检测法因结构简单而被广泛应用。传统的电感检测法精度不高,此研究在检测线圈的两侧贴上开有矩形槽的高导磁坡莫合金,可以使磁场向感应区域聚集。先通过仿真对比分析了不同坡莫合金结构的磁场强度,结果表明三角形槽的结构磁场集中但不均匀,矩形开口槽有更高的磁场强度,磁场分布均匀且集中。然后根据仿真结果进行相关实验,结果表明加入矩形槽的坡莫合金后,铁磁性金属颗粒检测信噪比提升20%,检测下限提升至30μm;非铁磁性金颗粒检测信噪比提升70%以上,检测下线提升至100μm,传感器检测精度明显提高。此研究提供了一种高精度电感检测方法来检测油液中的污染物,这对于油系统的寿命诊断和健康监控具有重要意义。     

有场制备的磁流变弹性体压缩弹性模量测试分析

针对磁流变弹性体压缩弹性模量随磁场变化的问题,在磁场存在的环境下制备出其材料配比分别为羟基铁粉为108 g,硅橡胶为28 g,硅油为18 g的磁流变弹性体磁流变弹性体,在压缩应变ε=2.6%的情况下分别对磁场方向与磁流变弹性体颗粒链压缩方向平行和垂直的情况下建立了数学分析模型。对磁流变弹性体的压缩弹性模量进行了理论分析,并通过实验印证了理论分析的准确性。研究结果表明,加载磁场方向与磁流变弹性体内部颗粒链压缩方向平行的情况下,材料内部磁致压缩力随着磁感应强度的增强而非线性增大;加载磁场方向与磁流变弹性体内部颗粒链压缩方向垂直的情况下,材料内部磁致压缩力随着磁感应强度的增强而非线性减小。     

基于微螺线管电感式传感器的金属颗粒形态对输出特性影响的研究

基于电感测量技术与微流体技术的油液检测芯片, 不仅可以区分出铁磁性和非铁磁性金属颗粒, 还可以对油液中的颗粒进行计数统计和颗粒大小测量,从而判断金属颗粒污染物的来源及设备的磨损状态。通过理论分析、数值模拟及实验验证, 分析不同形态铁磁颗粒退磁场, 研究铁磁颗粒形态对电感式传感器的输出影响。建立理论模型描述不同形状颗粒的退磁因子、磁化场, 以及磁化的金属颗粒产生磁场从而导致线圈电感发生变化。基于模型计算并验证同体积下球形、不同轴长比的圆柱、椭球颗粒的磁场和电感输出, 分析结果显示颗粒越细长、退磁因子越小则越容易磁化, 因此细长颗粒引起传感器的电感变化更大, 另外圆柱形颗粒的电感变化大于旋转椭球型颗粒。     

Rotordynamic Analysis of a Shaft Using Magnetorheological and Nanomagnetorheological Fluid Journal Bearings

The rotordynamic behavior of a system supported by journal bearings is critical to its reliability. A suitable method of control of the orbital motion of a shaft in a journal bearing is the use of smart lubricants, in effect fluids with controllable physical properties. There are various categories of smart lubricants. One class of smart lubricants, magnetorheological fluids, are produced as a dispersion of magnetic particles in a carrier fluid, which is usually a conventional lubricant. These particles form chains under the influence of a magnetic field, which hinder the lubricant flow, thus changing its apparent viscosity. Magnetorheological fluids (MRFs) exhibit high yield stress, low delay of response, and relatively low friction while not in their active state. A subcategory of MRFs, nanomagnetorheological fluids (NMRFs) with particle size on the nanometer scale, exhibits lower yield stress than MRFs but display high viscosity. The effect of the MRFs and NMRFs on the rotordynamic behavior of a shaft is calculated through a combined finite element and computational fluid dynamics analysis. Though the MRF with the specific geometrical configuration of the bearing is not sufficiently activated and therefore does not improve the performance of the magnetorheological journal bearing, the NMRF has the ability of limiting up to 82% the amplitude of the vibrations of the shaft.     

Analysis of networks based on styrene and divinylbenzene containing iron anchored using variable pressure scanning electron microscopy

There is great demand for the development of composite materials containing small metal or metal oxides particles, owing to their variable properties and wide application. However, microscopic evaluation of these materials using high‐vacuum scanning electron microscopy is difficult because the samples must undergo a series of preparation steps to reach a high image quality and to avoid becoming shrunk inside the microscope vacuum chamber. Thus, in this study, we used variable pressure scanning electron microscopy to evaluate the morphology and iron distribution on the surface of magnetic microspheres based on poly(styrene‐co‐divinylbenzene). These materials were obtained by suspension copolymerization of styrene and divinylbenzene in the presence of fine iron particles. Energy‐dispersive X‐rays were also used to analyse distribution of the iron particles. The results indicate that, under the conditions used, magnetic microspheres with a relatively narrow size distribution were formed. Moreover, the micrographs show that agglomerated iron particles appeared only on the microsphere surface.     

平面磁研磨法的研究：非磁性金属材料的研磨特性和加工机理的考察

利用磁研磨法加工非磁性金属平板的表面时，在通常的磁性磨料中混入大粒径磁性粒子（铁粒子），可以显著提高加工效率。由不锈钢毛病产板的研磨实验中以看到：混入的铁粒子的粒径及其混合比例对加工效率影响很大。在研磨加工中，研磨压力存在最佳值。