CN109564807B - 磁流变液 - Google Patents

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Abstract

磁流变液具有粒子混合体和让所述粒子混合体分散的分散介质。粒子混合体包括第一粒子、第二粒子和第三粒子，第一粒子是平均粒径在1μm以上30μm以下的磁性粒子，第二粒子是平均粒径在100nm以上300nm以下的磁性粒子，第三粒子是平均粒径在10nm以上50nm以下的粒子，在粒子混合体中，第一粒子所占的比例在60质量％以上且小于99质量％，剩余部分是第二粒子和第三粒子。

Description

磁流变液
技术领域
本发明涉及一种磁流变液。
背景技术
磁流变液(Magneto Rheological Fluids：MR流体)是将铁(Fe)等磁性粒子分散到油等分散介质中而形成的流体。在无磁场作用的情况下，MR流体中的磁性粒子随机地悬浮在分散介质中。当从外部对MR流体施加磁场时，磁性粒子就会沿着磁场方向形成很多簇，屈服应力增大。如上述，因为MR流体是一种易于利用电信号控制流变特性或者力学性质的材料，所以已经有人在研究如何将MR流体应用到各种领域中。现状是，MR流体主要用于汽车上所用的减振器和建筑机械上所用的座椅减振器等直线运动型装置。此外，也已经有人在研究如何将MR流体应用于离合器和制动器等上。
让磁性粒子分散到油等分散介质中而形成的流体除了MR流体以外，还有磁流体。用于磁流体的磁性粒子的粒径在几nm～10nm左右，粒子利用热能引起的布朗运动振动。因此，即使对磁流体施加磁场，也不会形成簇，屈服应力不会增大，这一点与MR流体截然不同。
MR流体中通常使用的磁性粒子的平均粒径在几μm～几十μm。通过使用平均粒径比磁流体大的磁性粒子，在施加磁场时就能够形成簇。因为MR流体使用较大的磁性粒子，所以如果将其静置不管，就会出现磁性粒子沉降而结块(caking)的问题。而且，如果反复地施加和解除磁场，还会出现磁性粒子发生二次凝聚而难以维持稳定的分散状态的问题。为了提高MR流体的稳定性，正在研究的是将粒径不同的两种磁性粒子混合而成的MR流体(例如，参照专利文献1和2)。
例如，在专利文献1中，是对大直径的羰基铁粒子与小直径的二氧化铬粒子进行混合。二氧化铬粒子被羰基铁粒子吸附，由此得到稳定的MR流体。
在专利文献2中，是在大直径的羰基铁粒子中混合有少量的小直径铁粒子，由此实现MR流体的稳定化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本公表专利公报特表平07-507978号公报
专利文献1：WO2012/120842号小册子。
发明内容
－发明要解决的技术问题－
然而，在将两种粒子混合而成的MR流体中，浓度分布也不够均匀，将制备出的磁流变液放在容器内保存好以后，再分成小份分给多个装置时，向各装置供给的粒子量不一样，装置性能就会出现个体差异。为了消除装置的个体差异，能够想到在每次即将向装置供给磁流变液之前充分地搅拌容器内的磁流变液这一方法，但从生产效率的观点出发这是不现实的。
本发明的目的在于：提供一种浓度分布的均匀性较高且易于供向装置的磁流变液。
－用以解决技术问题的技术方案－
本发明的一方面的磁流变液具有粒子混合体和让所述粒子混合体分散的分散介质，粒子混合体包括第一粒子、第二粒子和第三粒子，第一粒子是平均粒径在1μm以上30μm以下的磁性粒子，第二粒子是平均粒径在100nm以上300nm以下的磁性粒子，第三粒子是平均粒径在10nm以上50nm以下的粒子，在粒子混合体中，第一粒子所占的比例在60质量％以上且小于99质量％，剩余部分是第二粒子和第三粒子。
根据第一方面所述的磁流变液，所述第三粒子与所述第二粒子的质量比在0.1质量％以上10以下。
在磁流变液的一方面中，可以如此：第三粒子是磁铁矿。
在磁流变液的一方面中，可以如此：第一粒子、第二粒子和第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，表面改性层的表面的疏水性比形成有表面改性层的粒子主体的表面的疏水性强。
在磁流变液的一方面中，可以如此：第一粒子、第二粒子和第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，表面改性层的表面的疏水性比形成有表面改性层的粒子主体的表面的亲水性强。
－发明的效果－
根据本发明的MR流体，浓度分布的均匀性较高且易于供向装置。
附图说明
图1是剖视图，示出使用了本实施方式的MR流体的离合器的一例。
图2是方框图，示出本实施方式中使用的金属粒子的制备装置。
图3是实施例5中的MR流体的电子显微镜照片。
图4是比较例1中的MR流体的电子显微镜照片。
具体实施方式
本实施方式的磁流变液(MR流体)具有粒子混合体和让粒子混合体分散的分散介质。粒子混合体包括第一粒子、第二粒子和第三粒子。第一粒子是平均粒径在1μm以上30μm以下的磁性粒子，第二粒子是平均粒径在100nm以上300nm以下的磁性粒子，第三粒子是平均粒径在10nm以上50nm以下的粒子。在粒子混合体中，第一粒子所占的比例在60质量％以上且小于99质量％，剩余部分是所述第二粒子和所述第三粒子。
第一粒子能够采用一般的MR流体所使用的磁性粒子。具体而言，从满足磁流变液所需要具有的各种特性的观点出发，能够采用的磁性粒子的平均粒径在1μm以上，优选在5μm以上，并且，在50μm以下，优选在30μm以下，更优选在10μm以下。
第一粒子只要是具有适当的平均粒径的磁性粒子什么都可以。例如，能够使用铁、氮化铁、碳化铁、羰基铁、二氧化铬、低碳钢、镍或者钴等。而且，还能够使用含铝铁合金、含硅铁合金、含钴铁合金、含镍铁合金、含钒铁合金、含钼铁合金、含铬铁合金、含钨铁合金、含镁铁合金或含铜铁合金等铁合金。也能够使用钆、钆有机衍生物形成的顺磁性、超顺磁性或铁磁性化合物粒子以及由它们的混合物形成的粒子等。其中，因为易于用羰基铁得到具有适用于第一粒子的平均粒径的粒子，故优选羰基铁。
第二粒子能够采用平均粒径小于第一粒子的磁性粒子。具体而言，从施加磁场时良好地形成簇的观点出发，能够采用的磁性粒子的平均粒径在80nm以上，优选在120nm以上，并且，在300nm以下，优选在200nm以下。作为第二粒子优选的是粒径分布尽可能窄的粒子。
第二粒子只要是具有适当的平均粒径的磁性粒子即可，能够使用与第一粒子相同的粒子。因为易于用通过电弧等离子体法形成的铁粒子得到具有适用于第二磁性粒子的平均粒径的粒子，故优选该铁粒子。此外，因为易于用包括二价铁和三价铁的复合氧化物即磁铁矿得到具有适用于第二磁性粒子的平均粒径的粒子，所以优选该磁铁矿。
优选，第二粒子是由软磁性材料形成的粒子，软磁性材料的性质是，在施加有磁场的情况下带磁性，在未施加磁场的情况下实质上不带磁性。具体而言，优选矫顽力在300Oe以下的粒子，更优选矫顽力在250Oe以下的粒子，进一步优选矫顽力在200Oe以下的粒子。
第三粒子能够采用平均粒径小于第二粒子的粒子。具体而言，从提高磁流变液的浓度分布的均匀性的观点出发，能够使用的粒子的平均粒径在10nm以上，优选在20nm以上，并且，在50nm以下，优选在40nm以下。作为第三粒子优选的是粒径较小且比表面积较大的粒子。
第三粒子能够采用磁性粒子，但也能够采用二氧化硅或氧化锆等非磁性粒子。通过使第三粒子为磁性粒子，就能够减小由于添加第三粒子而引起的磁导率的变化。在让第三粒子为磁性粒子的情况下，则能够采用通过电弧等离子体法形成的铁粒子和磁铁矿等。因为易于用它们得到具有适用于第三磁性粒子的平均粒径的粒子，故优选铁粒子和磁铁矿等。
利用电弧等离子体法形成的铁粒子一般在其表面具有厚2nm～10nm左右的氧化膜，即使该铁粒子是平均粒径在50nm以下的粒子，该铁粒子也能够稳定地存在于大气中。此外，平均粒径在100nm以上的粒子也在其表面具有厚2nm～10nm左右的氧化膜。
第一粒子、第二粒子和第三粒子的形状没有特别限定，优选为球形。需要说明的是，球形不仅包括正球体，还包括长轴与短轴之比在1.4以下优选在1.2以下左右的旋转椭圆体以及其他近似球形。通过使第一粒子、第二粒子和第三粒子的形状为球形，能够抑制磁导率的各向异性。
第一粒子在粒子混合体中所占的比例会影响施加磁场时粘度变化的大小等。因此，从确保磁流变液所需要具有的特性的观点出发，该比例在60质量％以上，优选在70质量％以上。从提高浓度分布的均匀性的观点出发，该比例小于99质量％，优选在95质量％以下，更优选在90质量％以下。能够让粒子混合体中的剩余部分为第二粒子和第三粒子。
在粒子混合体中，第三粒子与第二粒子的质量比(m3/m2)优选在0.01以上，更优选在0.1以上，进一步优选在1以上，更进一步优选在2以上，并且，优选在12以下，更优选在10以下，进一步优选在9以下。
即使含有很少的第三粒子，该第三粒子也能够分散到流体整体中，从而提高浓度分布的均匀性，但第三粒子在粒子混合体中所占的比例优选在0.01质量％以上，更优选在0.1质量％以上，进一步优选在1质量％以上。第三粒子在粒子混合体中所占的比例的上限取决于第一粒子和第二粒子所占的比例，但从确保磁流变液所需要具有的特性的观点出发，优选在30质量％以下，更优选在20质量％以下，进一步优选在10质量％以下。
能够让粒子混合体中除第一粒子和第三粒子以外的剩余部分为第二粒子。第二粒子在粒子混合体中所占的比例会影响高速剪切域内的粘度变化、沉降特性和磁导率等。因此，从确保磁流变液所需要具有的特性的观点出发，第二粒子在粒子混合体中所占的比例优选在0.5质量％以上，更优选在1.0质量％以上。第三粒子在粒子混合体中所占的比例的上限取决于第一粒子和第二粒子所占的比例，但优选在30质量％以下，更优选在20质量％以下，进一步优选在10质量％以下。
还可以是：第一粒子、第二粒子和第三粒子中的至少一者具有表面改性层。通过在粒子的表面形成表面改性层，就能够提高对分散介质的亲和性。需要说明的是，可以根据需要形成表面改性层，但也可以不形成表面改性层。在形成表面改性层的情况下，只要表面改性层均匀地形成在各种粒子的表面上即可，但也可以仅形成在粒子表面的一部分上。
在分散介质由硅油等疏水性材料形成的情况下，则优选形成疏水性(亲油性)比粒子表面的疏水性高的表面改性层。在使疏水性较高的情况下，将疏水性化合物固定到磁性粒子主体的表面上来作为表面改性层即可。疏水性化合物只要是具有直链或支链的烃链或者是具有丙烯基的化合物等即可。能够采用各种方法进行化合物的固定，例如将羟基引入磁性粒子主体的表面，并让羟基与具有会与羟基发生反应的官能基的化合物键合即可。还可以利用双官能性偶联剂让已被引入磁性粒子主体的表面的羟基与化合物键合。
在分散介质由水等形成的情况下，优选形成亲水性比粒子表面的亲水性高的表面改性层。在使亲水性较高的情况下，例如只要将羟基引入粒子表面即可。还可以用硅烷偶联剂等将亲水性化合物引入磁性粒子主体的表面。
因为第一粒子、第二粒子和第三粒子具有同一种表面改性层，所以还能够收到使高剪切速率域内的扭矩大幅度减小的效果。可以认为：这是因为各粒子与分散介质的亲和性提高，并且各粒子间的亲和性也提高之故。不过，还可以是：第一粒子、第二粒子和第三粒子中的一者或二者具有种类与其他粒子不同的表面改性层。
分散介质只要是能够让磁性粒子混合体分散的液体什么都可以。例如可以使用硅油、氟油、聚α-烯烃(PAO)、石蜡、醚油、酯油、矿物油、植物性油或动物性油等。还可以使用甲苯、二甲苯、正己烷和醚类等有机溶剂或以乙基甲基咪唑鎓盐、1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐以及1-甲基吡唑鎓盐等为代表的离子性液体(常温熔融盐)类等。上述物质可以单独使用，也可以将两种以上组合起来使用。如果形成具有亲水性的表面改性层，则能够用水、酯类或醇类等作分散介质。
从发挥MR流体的功能的观点出发，粒子混合体相对于分散介质的浓度(体积分数)优选在15vol％以上。从抑制MR流体的零场粘度的观点出发，该浓度优选在50vol％以下，更优选在30vol％以下。
优选地，开始用铲子等将第一粒子、第二粒子、第三粒子与分散介质混合，然后再用自转公转式搅拌机等将它们充分地高剪切性混合。不过，也可以是：先将任一种粒子或任两种粒子分散到分散介质中，然后再将剩余粒子陆续加入或一起加入分散介质中并让它们分散。还可以用均质器或行星混合机等代替搅拌机进行磁性粒子的分散。此外，还可以添加分散剂等让磁性粒子分散。需要说明的是，在粒子上形成表面处理层而使其与分散介质的亲和性较高的情况下，也可以不进行高剪切性混合。
从使浓度分布的均匀性较高的观点出发，即从抑制从保存容器分成小份供来的MR的粒子浓度出现偏差的观点出发，要求触变性良好。具体而言，触变指数(TI)优选在2以上，更优选在3以上，并且，优选在7以下，更优选在6以下，进一步优选在5以下。需要说明的是，TI能够用实施例中记载的方法进行测量。
优选，制备好MR流体后产生的密度差较小，例如优选在±20％以下，更优选在±15％以下，进一步优选在±10％以下。需要说明的是，密度差能够用实施例中记载的方法进行测量。
优选沉降率较高，例如优选在65％以上，更优选在70％以上，进一步优选在80％以上。需要说明的是，沉降率能够用实施例中记载的方法进行测量。
从确保MR流体的基本特性的观点出发，优选零场粘度较低，例如优选在0.1以下，更优选在0.05以下，进一步优选在0.01以下。磁流变效应优选在10以上，更优选在15以上，进一步优选在20以上。需要说明的是，零场粘度和磁流变效应能够用实施例中记载的方法进行测量。
本实施方式中的MR流体的浓度分布的均匀性较高，即使将保存容器中的MR流体分成小份并供向多个装置，也能够抑制供到各装置中的MR流体的粒子浓度出现偏差。因此，能够抑制装置的特性出现偏差。
本实施方式中的MR流体能够用于离合器、制动器、减振器和液压阻尼器等各种装置。例如能够用于图2所示的离合器。离合器具有输入轴101、输出轴102和包围着它们而设的磁场产生部即电磁铁103。外筒111固定在输入轴101的端部，转子121固定在输出轴102的端部。外筒111将转子121包围起来，外筒111和转子121被设置成能够相对旋转。为对外筒111内侧的空间进行密封而设有油封104。在外筒111和转子121之间设有间隙，旋转时，靠离心力让MR流体105填满该间隙。当由电磁铁103产生磁场时，MR流体中的磁性粒子就会沿磁通方向形成簇，经由簇而在外筒111和转子121之间传递扭矩。
下面，用实施例进一步具体说明MR流体的特性。
实施例
<第一粒子>
第一粒子使用的是表面具有氧化膜的市售羰基铁粉(New Metals and ChemicalsCorporation,Ltd.制，UN3189：平均粒径6μm)。
<第二粒子>
第二粒子使用的是市售磁铁矿粒子(MITSUI MINING&SMELTING CO.,LTD.制，样品)或按下述方法形成的铁纳米粒子。利用比表面积测试法测得的磁铁矿粒子的平均粒径为150nm，铁纳米粒子的平均粒径为120nm。
－铁纳米粒子的制备方法－
首先，让图2所示的装置A的容器13内充满氢和氩的混合气体并使其为大气压。氢和氩的分压分别为0.5个大气压。由直流电源14向由钨形成的等离子体火炬11(阴极)和放置在铜水冷炉床12上的金属材料21(阳极)之间施加40V的电压，提供150A的电流，使其产生电弧等离子体18。金属材料21使用的是纯铁(纯度99.98：Aldrich公司制)。铁粒子的生成速率为0.8g/min左右。
生成的铁粒子用气体循环泵15抽吸后，用与容器13相连的粒子捕捉器16捕捉起来。然后，让容器13和粒子捕捉器16的内部为含氩5％的干燥空气(氮80％、氧20％)环境，并放置了3小时。这样一来，就在铁粒子的表面形成了厚2nm～10nm左右的氧化膜。需要说明的是，形成有氧化膜这一事实是用透射电子显微镜(TEM)观察得知的。即使放置时间超过3小时，氧化膜的膜厚也几乎不发生变化。
从装置A中将已形成有氧化膜的铁粒子取出来，在大气中常温下放置1小时，由此将羟基引入铁粒子的表面。将引入羟基后的铁粒子和硅烷偶联剂放进压力容器内并对压力容器进行密闭。硅烷偶联剂使用的是甲基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.：KBM-13)。将硅烷偶联剂加入烧杯等开口容器内，不让铁粒子与硅烷偶联剂直接混合。让硅烷偶联剂和铁粒子具有以下比例关系，相对于铁粒子10g，硅烷偶联剂的量为0.38g。将已加入铁粒子和硅烷偶联剂的压力容器放置在80℃的干燥炉内2小时，让硅烷偶联剂在压力容器内气化。气化后的硅烷偶联剂与铁粒子表面的羟基发生反应，由此得到由表面具有表面改性层的铁粒子形成的第二粒子。
形成表面改性层以后，让第二磁性粒子在甲苯中分散，用球磨机进行了6小时的裂解。球磨机的球磨罐使用的是容量为1升的氧化锆球磨罐，球使用的是直径为1mm的锆球。
得到的第二磁性粒子的矫顽力为175Oe。需要说明的是，测量矫顽力时，使用的是振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer：VSM)。
<第三粒子>
第三粒子使用的是市售磁铁矿粒子(MITSUI MINING&SMELTING CO.,LTD.制，样品)。利用比表面积测试法测得的平均粒径为30nm。
<MR流体的制备>
让第一粒子、第二粒子和第三粒子以规定的比率分散到分散介质中而得到MR流体。分散介质使用的是硅油(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制：KF-96-50cs)。手拿铲子在容器中将规定量的第一粒子、第二粒子、第三粒子与分散介质混合后，再用自转公转式搅拌机(KURABO INDUSTRIES LTD.制：MAZERUSTAR)进行高剪切性混合而让磁性粒子在分散介质中进行分散。让由第一粒子、第二粒子和第三粒子混合而成的粒子混合体相对于分散介质的浓度约为25vol％。
<沉降率的测量>
在容器中加入约20mL的MR流体，静置一周。然后测量出整体的高度和粒子沉降层的高度，用下式计算出沉降率。
沉降率(％)＝(整体高度－粒子沉降层的高度)/整体高度×100
沉降率越大，磁性粒子越难以沉降，说明MR流体很稳定。
<密度差的测量>
制备好MR流体后所产生的密度差用下式求出。
密度差(％)＝{初始密度(g/mL)－静置后密度(g/mL)}/初始密度(g/mL)×100
初始密度根据各粒子密度、溶剂密度计算了出来。静置后密度是在将试样静置一周之后，用比重瓶(Thermo Fisher Scientific K.K.制，比重瓶(pycnometer)，容量11.5mL)测得的。
首先，测量空比重杯的质量(M1)。然后，用不锈钢药匙将加入容器后的MR流体搅拌10秒，之后将MR流体从容器中转移到比重杯中且填满比重杯。使填满MR流体后的比重杯达到试验温度(25℃)以后，除去气泡。然后，给该比重杯盖上盖子，除去从溢流孔溢出的MR流体。接着，求出由MR流体充满的比重杯的质量(M2)，用下式求出了密度。
密度(g/mL)＝(M2(g)－M1(g))/比重杯的体积(mL)
<零场粘度的测量>
测量零场粘度时，使用的是平行平板型旋转粘度计。使用的是直径为20mm的平板，两平板间的间距为500μm。保持1s-1的剪切速率30秒不变，测量的是此时的剪切应力。
<磁流变效应的测量>
在已向测量部均匀地施加了磁场的状态下以与零场粘度相同的条件对磁流变效应进行了测量。
<动态范围的测量>
动态范围根据零场粘度和磁流变效应的测量值用下式进行计算而求出。
动态范围＝磁流变效应(kPa)/零场粘度(kPa)
<触变性的测量>
测量出转速为3rpm时的粘度(ηa)和转速为30rmp时的粘度(ηb)，用下式计算出触变指数(TI)。粘度是用安装直径20mm的平行板而构成的平行平板型旋转粘度计测得的。
Ti＝ηb/ηa
<综合评价>
将密度差、TI、磁流变效应在基准值以上且零场粘度表现为相对良好的值的情况记作4；将所有项目都在基准值以上的情况记作3；将密度差和TI在基准值以上且零场粘度和磁流变效应表现为基准值以下的值的情况记作2；将当密度差和TI中之一表现为基准值以下的值的情况记作1。
(实施例1)
第一粒子为39.56g，第二粒子为0.4g，第三粒子为0.04g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为98.9质量％、1.0质量％和0.1质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为0.1。分散介质的质量为14.68g，粒子混合体在占MR流体中所占的比例为25.0vol％。
实施例1中的MR流体的沉降度为69.9％，密度差为10.4％，零场粘度为0.006kPa，磁流变效应为23.6kPa，动态范围为3930倍，TI为3.4，综合评价为2。
(实施例2)
第一粒子为38.8g，第二粒子为0.4g，第三粒子为0.8g。第二粒子采用平均粒径为120nm的Fe粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为97.0质量％、1.0质量％和2.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为2.0。分散介质的质量为14.90g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为25.0vol％。
实施例2中的MR流体的沉降度为76.4％，密度差为13.1％，零场粘度为0.007kPa，磁流变效应为23.3kPa，动态范围为3330倍，TI为3.4，综合评价为2。
(实施例3)
第一粒子为38.0g，第二粒子为0.4g，第三粒子为1.6g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为95.0质量％、1.0质量％和4.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为4.0。分散介质的质量为15.05g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为25.0vol％。
实施例3中的MR流体的沉降度为80.7％，密度差为9.0％，零场粘度为0.008kPa，磁流变效应为21.8kPa，动态范围为2730倍，TI为3.7，综合评价为2。
(实施例4)
第一粒子为37.2g，第二粒子为0.4g，第三粒子为2.4g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为93.0质量％、1.0质量％和6.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为6.0。分散介质的质量为15.20g，粒子混合体占MR流体的比例为25.0vol％。
实施例4中的MR流体的沉降度为79.6％，密度差为5.2％，零场粘度为0.008kPa，磁流变效应为20.4kPa，动态范围为2550倍，TI为3.8，综合评价为2。
(实施例5)
第一粒子为36.4g，第二粒子为0.4g，第三粒子为3.2g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为91.0质量％、1.0质量％和8.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为8.0。分散介质的质量为15.42g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为24.9vol％。
实施例5中的MR流体的沉降度为82.7％，密度差为5.0％，零场粘度为0.009kPa，磁流变效应为20.0kPa，动态范围为2220倍，TI为3.9，综合评价为4。
用扫描式电子显微镜(JEOL Ltd.制：JSM-7000F)对实施例5的MR流体进行了观察，观察后的结果示于图3。在第一粒子的表面上附着有第二粒子和第三粒子。由此可以认为，在分散介质中，第二粒子和第三粒子进入第一粒子的间隙，且均匀地分散开。
(实施例6)
第一粒子为36.0g，第二粒子为0.4g，第三粒子为3.6g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为90.0质量％、1.0质量％和9.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为9.0。分散介质的质量为15.42g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为25.0vol％。
实施例6中的MR流体的沉降度为89.1％，密度差为3.6％，零场粘度为0.01kPa，磁流变效应为20.2kPa，动态范围为2020倍，TI为4.0，综合评价为4。
(实施例7)
第一粒子为30.4g，第二粒子为8.0g，第三粒子为1.6g。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子、第二粒子和第三粒子在粒子混合体中所占的比例分别为76.0质量％、20.0质量％和4.0质量％。第三粒子与第二粒子的质量比m3/m2为0.2。分散介质的质量为16.47g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为25.0vol％。
实施例7中的MR流体的沉降度为97.8％，密度差为0.8％，零场粘度为0.08kPa，磁流变效应为12.4kPa，动态范围为155倍，TI为6.8，综合评价为3。
(比较例1)
第一粒子为39.6g，第二粒子为0.4g，没有加入第三粒子。第二粒子采用平均粒径为150nm的磁铁矿粒子。粒子混合体的总质量为40g，第一粒子和第二粒子在粒子混合体中所占的比例分别为99.0质量％和1.0质量％。分散介质的质量为14.75g，粒子混合体在MR流体中所占的比例为25.0vol％。
比较例1中的MR流体的沉降度为69.8％，密度差为24.8％，零场粘度为0.007kPa，磁流变效应为7.6kPa，动态范围为1090倍，TI为1.65，综合评价为1。
图4示出比较例1中的MR流体的电子显微镜照片。虽然第二粒子侵入到第一粒子的间隙中，但没有观察到更小的第三粒子。
表1一并示出各实施例和比较例的MR流体的组分和特性。
【表1】
Figure BDA0001948338580000141
－产业实用性－
本发明的MR流体的浓度分布的均匀性较高且易于供向装置，作为MR流体很有用。
－符号说明－
11 等离子体火炬
12 铜水冷炉床
13 容器
14 直流电源
15 气体循环泵
16 粒子捕捉器
18 电弧等离子体
21 金属材料
101 输入轴
102 输出轴
103 电磁铁
104 油封
105 MR流体
111 外筒
121 转子。

Claims (7)

1.一种磁流变液，其特征在于：具有粒子混合体和让所述粒子混合体分散的分散介质，
所述粒子混合体包括第一粒子、第二粒子和第三粒子，
所述第一粒子是平均粒径在1μm以上30μm以下的磁性粒子，
所述第二粒子是平均粒径在100nm以上300nm以下的磁性粒子，
所述第三粒子是平均粒径在10nm以上50nm以下的粒子，
在所述粒子混合体中，所述第一粒子所占的比例在60质量％以上且小于99质量％，剩余部分是所述第二粒子和所述第三粒子。
2.根据权利要求1所述的磁流变液，其特征在于：
所述第三粒子与所述第二粒子的质量比在0.1以上10以下。
3.根据权利要求1或2所述的磁流变液，其特征在于：
所述第三粒子是磁铁矿。
4.根据权利要求1或2所述的磁流变液，其特征在于：
所述第一粒子、所述第二粒子和所述第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，
所述表面改性层的表面的疏水性比形成有所述表面改性层的粒子主体的表面的疏水性强。
5.根据权利要求3所述的磁流变液，其特征在于：
所述第一粒子、所述第二粒子和所述第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，
所述表面改性层的表面的疏水性比形成有所述表面改性层的粒子主体的表面的疏水性强。
6.根据权利要求1或2所述的磁流变液，其特征在于：
所述第一粒子、所述第二粒子和所述第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，
所述表面改性层的表面的亲水性比形成有所述表面改性层的粒子主体的表面的亲水性强。
7.根据权利要求3所述的磁流变液，其特征在于：
所述第一粒子、所述第二粒子和所述第三粒子中的至少一者具有形成在表面上的表面改性层，
所述表面改性层的表面的亲水性比形成有所述表面改性层的粒子主体的表面的亲水性强。
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