[发明专利]一种大功率场合用磁流变液的制备方法

说明书

本发明涉及一种大功率场合用磁流变液的制备方法，属于智能材料技术领域。本发明通过辛基三乙氧基硅烷对磷化羰基铁粉进行表面处理，制备亲油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒，通过辛基三乙氧基硅烷表面活性剂对磷化羰基铁粉的表面处理，会抑制磷化羰基铁粉颗粒在非导磁性基体内的团聚现象，同时辛基三乙氧基硅烷的有机基团通过物理吸附、化学吸附和静电作用吸附在颗粒表面提高磷化羰基铁粉在油相中的分散度和稳定性，从而减少油型磷化羰基铁粉导磁性颗粒在非导磁性载体液的团聚和沉降现象，并且，磷化羟基铁粉在具有亲油性后，其与线性聚硅氧烷之间的分子间作用力会有效加强，从而有效提高在高黏度线性聚硅氧烷中的导热性能。

技术领域

本发明涉及一种大功率场合用磁流变液的制备方法，属于智能材料技术领域。

背景技术

作为一种磁敏智能材料，磁流变液主要由磁性颗粒和液态的基体共同组成，通常还会添加一些其它的添加剂来增加其稳定性。对磁流变液施加外部磁场，它能够在几毫秒的时间内从液态转变成为类固态，而当外部磁场撤去时，它又能够迅速地从类固态转变为液态。磁流变液因其优良的性能迅速地引起了大家的关注，越来越多的学者从性能优化、机理和应用等方面对其展开研宄；虽然关于磁流变液的研宄很多，但是依然有很多问题亟待解决，例如磁流变液的沉降问题依然困扰着磁流变液的应用、关于磁流变液导电机理的研宄还不透彻、磁流变器械性能有待提高等。

磁流变液是磁流变智能材料中一个新的分支，吸引了越来越多研究者的注意。主要由基液（分散介质）、分散颗粒（分散质）、添加剂（稳定剂）等部分组成稳定悬浮液，具有低成本、低能耗、高屈服应力、宽温度范围（-400～500℃）、流变特性不受杂质影响等特点。已研究出或正在研究的各种磁流变液装置，如离合器、变速器、减振器（用于直升飞机螺旋桨减振、汽车减振、各种武器瞄准系统的减振）、高品质的喇叭、温度传感器、加速度传感器等，在自动化及结构智能控制领域具有广阔的应用前景。1948年随着磁流变液的诞生，在20世纪50年代，人们多用铁粉这种单质颗粒作为磁流变液的磁性颗粒。但是由于铁粉存在易氧化，存在颗粒体积有限而无法提高剪切屈服强度，密度较大而易发生沉降，还由于当时制造技术有限导致的抗磨损性差，团聚稳定性不佳等等诸多问题，这种材料在之后鲜有人用。之后相继有人研究了磁性单质颗粒，如钴粉、镍粉，但性能不佳。20世纪60～80年代，磁性合金和金属氧化物同时进入磁流变液领域，它们相对铁粉，具有较大的矫顽力、中等饱和磁化强度、大的磁致伸缩性以及高的化学稳定性，并大大降低了颗粒密度，提升了沉降稳定性。之后羰基铁粉逐渐覆盖整个领域，它的饱和磁化强度能达2.15T，且物性较软，具有可压缩性，材料成本低、购买方便。但是羰基铁依然存在密度大、化学稳定性差、颗粒较大、易磨损、与载液相容性不够等问题。20世纪90年代末期，开始出现复合软磁性颗粒，大致可分为3类：聚合物包覆铁粉、软磁性颗粒包覆非金属材料和金属颗粒包覆软磁性颗粒。这些新型磁性颗粒在团聚稳定性、沉降稳定性、温度稳定性、抗磨损性等一系列性能上更进一步提升了磁流变液的整体性能。

磁性颗粒的制备最早可以追溯到20世纪60年代，在首次制备磁流变液后，各学者开始从制备磁性颗粒入手提升其性能，最初的莫过于papell提出的机械研磨法，他将粉碎得到的铁氧体粉末与有机溶剂加入球磨机中，经过长时间研磨并浓缩得到铁磁颗粒。近年来，法国、瑞典、俄罗斯、新加坡、澳大利亚等国家的研究人员也在进行磁流变弹性体的研究。我国在磁流变材料方面的研究起步较晚，中国科学技术大学走在国内该领域研究的最前列，重庆大学、四川大学、浙江大学、清华大学和上海交通大学也有相关研究。