[发明专利]一种磁流体复合基液

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合后在磁场作用下具有高稳定性能的功能材料——磁流体，尤其是一种制备磁流体的复合基液。 

背景技术

磁流体作为一种具有强度高、黏度低(<1.0Pa.S)、能量需求小、工作温度范围宽(-40～150℃)、温度稳定性好(变化率<10％)、对现有液压系统兼容性好的智能材料。在磁场作用下，能够在瞬间由牛顿流体变为剪切屈服应力较高的黏塑性体，直到固体，响应快(0.1～1ms)，且这种转变具有连续、可控、可逆等特点，可实现无级变化。由其制成的可调阻尼器结构简单，无须特殊加工，无相对运动部件、无金属之间的撞击、工作平稳可靠，动态范围大，耐久性好，阻尼力大，可实现对阻尼振动的主动实时控制。磁流体作为新型阻尼减振、降噪材料在机械设备中的应用，无疑会使得机械设备、仪器的精度指标得到提高。 

磁流体的基本组成是将微米级的磁性微颗粒悬浮于适当的液体载体(基液)中。在正常情况下，磁流体像一般的液压油一样具有自由流动性，而在施加磁场作用后，磁性颗粒在外部场的作用下获得一个双极子力矩形成平行于外部场的线性链。宏观表现为悬浮颗粒固化，抑制液体流动。液体的屈服应力增大，其增加的幅度与外部施加的磁场的大小相关，这种现象称之为流变效应。一般的磁流体都含有20％～40％(体积百分比)的高纯度的铁磁性微粒，如羰基铁。铁磁性微粒悬浮在矿物油、人造油、水或者乙二醇中，并加入添加剂用于防止沉淀，促进微粒的悬浮，增加润滑，改变粘弹性以及减轻磨损。磁流体的屈服应力与悬浮微粒的饱和磁场的平方成正比，因此，对悬浮微粒的最重要的特性就是有较大的磁饱和强度。磁饱和强度最大的微粒是铁钴合金，它的磁饱和度能达到2.4tesla，但是由于其价格昂贵而难以普及应用。实际中应用最多的微颗粒是纯铁粉，它的磁饱和度为2.15tesla，其他的金属、合金以及氧化物的磁饱和度都要比铁粉的磁饱和度低，因此很少用来制作磁流体。磁性颗粒的直径约为3～5μm，这是由于若颗粒直径太大，则不容易悬浮，颗粒直径越小当然越容易悬浮，但是制作工艺难以达到。

作为磁流体的基液，必须是一种性能稳定、不导电、不导磁的液体，其零场粘度、密度和温度特性是它的主要性能指标，故基液应满足：低粘度、高沸点、低凝固点、相对较高的密度、具备极高的击穿磁场、化学稳定性好、耐腐蚀、无毒无异味、价格低廉等特点。 

现有技术配制磁流体的基液一般采用硅油类如甲基硅油等，但单一硅油制的基液其性能往往无法满足磁流体对基液的要求。因此必须考虑采用复合基液来兼顾单一基液无法满足的性能。 

发明内容

本发明的目的在于针对单一硅油基液的性能无法满足磁流体对基液要求的缺陷，提供一种性能稳定、不导电、不导磁、具有粘度适中且随温度变化小、化学稳定性好的磁流体复合基液。 

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种磁流体复合基液，其特征在于该复合基液由符合密度要求的原料混合搅拌而成，其各成份的配比按体积百分比处理为： 

氟化硅油         50～90％ 

二甲基硅油       10～50％ 

矿物油           0～10％。 

所述的配成复合基液的氟化硅油、二甲基硅油、矿物油的密度分别为：1240±5kg/m³、969±5kg/m³、883±5kg/m³。 

与现有技术相比，本发明以氟化硅油、二甲基硅油和矿物油按一定的密度要求、按体积百分比混合经搅拌配制而成复合基液，该复合基液具有不导电、不导磁、粘度适中、高沸点、低凝固点、化学稳定性好、耐腐无毒、价格低廉等特点，以该复合基液为载液，配制而成的磁流体的性能： 

①磁流体的温度稳定性，主要研究不同温度下磁流体温度的变化，以及最高、最低的范围， 

    表1 磁流体160℃高温处理结果