纳米Fe3O4磁流体的制备及其影响因素研究

通过液相共沉淀法制备了Fe3O4水基磁流体,选择油酸作为表面活性剂,获得油酸包覆的Fe3O4纳米粉,将其分散于有机溶剂中,制备了纳米Fe3O4有机基磁流体。采用X-Ray衍射分析仪和粒径分布仪分析了生成物的结构和粒径分布;用FT-IR和高分辨透射电镜表征了生成物的成分和形貌。结果表明:制得的立方晶体纳米Fe3O4平均粒径为16.3 nm,FT-IR图谱中1 593、1 736和2 926 cm-1等处的吸收峰很强烈,这充分说明该纳米粒子被油酸很好地包覆;选择油酸作为表面活性剂,起到表面改性和萃取出纳米粒子的作用;制得的油酸包覆纳米Fe3O4粒子能够稳定分散于有机溶剂中。     

受控部分还原法制备Fe3O4纳米粒子及其性能研究

采用受控部分还原法(CPRM)制备Fe3O4纳米粒子。由于反应乳液中的大分子表面活性剂限制了成核和核的生长过程,使得纳米粒子的粒径分布很好,且系统中纳米粒子的含量较微乳液法有明显提高。改变反应物浓度可使反应系统中的Fe2 稍过量,故采用CPRM时,反应系统无须惰性气体保护,合成的Fe3O4纳米粒子经TEM、X-ray、动态光散射和振动磁强计等进行表征,结果表明Fe3O4磁性粒子的平均粒径为16 nm,且粒径分布窄,具有极好的超顺磁性。CPRM法使得在一般条件下合成高质量的纳米粒子和Fe3O4磁流体成为可能。     

磁场作用下的Fe3 O4磁流体承载能力的试验研究

通过对MS-800四球机油杯的改进,在测试区域内产生可调磁场,利用该改进后的油杯在四球机上对磁场作用下Fe3O4磁流体承载能力进行测定。试验结果表明,磁流体润滑膜在外加磁场作用下,综合承载能力得到了很大的提高,最大可提高至原来的1.3倍。结合Rosensweig理论模型,通过对磁场下磁流体粘度的测定,分析得出磁流体的粘度变化是引起综合承载能力发生变化的主要原因。     

磁流体制备技术的研究现状及其存在问题

根据磁性粒子种类的不同，对磁流体进行归类，并对金属类磁流体与氮化铁类磁流体的制备方法进行了系统回顾，指出了存在的问题及解决的措施，与铁氧体类磁流体相比，金属类磁流体与氮化铁类磁流体具有更高的饱和磁化强度，但是其抗氧化性较差，要实现真正的实用化，还须作进一步的完善。     

170℃高温用Fe3O4磁性液体的制备及其性能

采用化学共沉淀法制备了油酸包覆Fe3O4磁性颗粒,经过非离子表面活性剂的二次包覆后,将其均匀分散于具有优良耐高温性能的PAO合成油中,制成了合成油基Fe3O4磁性液体,将该磁性液体在大气环境中进行170℃长时间加热处理,对其密度、粘度、饱和磁化强度及挥发速率进行了测试,并用透射电镜进行形貌观察.结果表明:磁性颗粒呈球形,粒径在10nm左右;合成油基Fe3O4磁性液体随加热时间的延长,密度缓慢增加并逐渐趋于平缓,粘度快速增加,饱和磁化强度变幅仅为0.4%,挥发速率逐渐下降.     

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.     

微乳液法制备纳米铜粉及其在润滑油中的应用研究

研究了以微乳液法制备纳米铜粉。以CuSO4·5H2 O、NaHBO4、PVP、AES等为主要原料 ,制得粒度可控、经透射电镜检测粒径在 30～ 5 0nm、经X衍射分析为单质铜的铜粉。该铜粉和其他润滑油添加剂进行复配后添加在 5 0 0SN基础油中 ,可以大大提高润滑油的抗磨减摩性能、氧化安定性 ,以 3%的比例加入到润滑油中 ,可以节省燃油达 1 8 71 %。     

微机电系统磁流体压力微传感器

由于磁流体具有磁性,如果在磁场作用下力的平衡发生变化,会因磁流体的流动而产生压力。将这种现象用到微系统中,可以获得1～1000mbar数量级的压力值。在试验装置中,用压阻式压力传感器得到了40mbar的压力。试验结果表明,磁流体和微系统的结合具有很大的潜能,为其应用于新的场合提供了研究基础。     

Fe3O4磁流体润滑摩擦因数试验研究

利用MMW-1万能摩擦磨损试验机,测定不同磁性颗粒含量、载荷和旋转速度下Fe3O4磁流体润滑剂的四球摩擦副的摩擦力矩,并计算出相应的摩擦因数。试验结果表明,磁流体润滑膜具有良好的减摩能力,其中质量分数为10％的磁流体摩擦学性能最优,其摩擦因数相对于基液最大可降低35％左右。摩擦学性能得以提高主要是由于磁性颗粒的增粘作用,使油膜增厚,微滚动效应则导致摩擦力减小。     

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。     

纳米磁性液体的制备和性能

用化学沉淀法制备的Fe3O4微粒经表面活性剂包覆后,悬浮于水载液中得到了磁性液体,研究了水基磁性液体的制备工艺和性能。用扫描电镜对磁性颗粒在水中的分散情况进行了观测,用XRD对磁性颗粒的物相进行了分析,用振动磁场测定仪测定了磁性液体的饱和磁感应强度。结果表明：通过选用理想的表面活性剂,制备出的水基磁性液体饱和磁感应强度达到15．51Gs,矫顽力和剩磁均趋于零,磁性颗粒是标准的Fe3O4纳米颗粒,粒径为13．30nm。     

微乳化切削液作用机制的研究

以自制的添加有磷酸三甲酚酯和含氮甘油硼酸酯极压抗磨剂的大豆油基微乳化切削液为研究对象,通过红外光谱和气相-质谱联用仪考察磨损试验前后微乳化切削液结构和成分的变化,从而推断出微乳化切削液发挥其功能的作用机制,为微乳化切削液作用机制的研究提供了一种新方法。该研究方法证实了微乳化切削液在金属表面起保护作用的主要是由极性较强的极压抗磨剂磷酸三甲酚酯和含氮甘油硼酸酯构成的吸附膜和摩擦化学反应膜。     

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。     

均匀梯度磁场作用下的磁性流体摩擦性能试验研究

采用激光微加工技术制作不同孔径与密度的表面织构的摩擦副试样,设计制造一对可产生均匀梯度磁场的亥姆霍兹线圈,将其安置于改造后的UMT3摩擦试验机中,使摩擦副能在均匀梯度磁场内进行摩擦试验。以磁性流体为润滑油,考察不同载荷、运动频率下,不同表面织构的摩擦副试样在均匀梯度磁场作用下的摩擦性能。结果表明:适当孔径与密度的表面织构能提高磁性流体的摩擦性能;摩擦副表面织构在均匀梯度磁场作用下抗磨性能和极压性能明显提高;摩擦因数随均匀梯度磁场强度的增大而显著减小。     

液相沉积法制备磁性纳米Fe3O4/SiO2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4／SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明：复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0．6mol／L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5：1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r／min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60．5emu／g,呈球形且分散均匀。     

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。     

憎油性聚醚基磁流体的研制

采用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂双层包覆的方法制备得到聚醚基磁流体.通过研究表面活性剂的化学结构式,讨论了双层包覆方法的化学机理;重点探讨了非离子表面活性剂的种类、用量以及非离子表面活性剂的包覆温度对Fe304粒子分散性的影响;得到了提高包覆Fe3O3粒子分散稳定性的最佳工艺和参数.这种制备工艺能够显著提高聚醚基磁流体的稳定性.     

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。