CN1805076A - 防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法。这种方法是利用磁流变液在磁场下可以将磁性粒子固定在载液即基液中形成类固体的原理，对静置的磁流变液或磁流变液器件中的磁流变液施加适当的外加磁场，使磁流变液中的磁性粒子和载液不分离，达到防止磁流变液静置时沉降和团聚的目的。此方法不需要复杂的装置，简便易行，而且几乎不增加磁流变液的制备成本，是防止磁流变液静置时沉降和团聚的好方法。

Description

防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法

技术领域

本发明涉及一种防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法。

背景技术

磁流变液是1948年Robinow发明的一种新型智能材料，它可在瞬间利用外加磁场从流动的液体变为类固体，其粘度可以达到几个数量级的变化，并且这种变化是可逆的、可精确控制的，因而可以利用这种特性制备各种精确控制器，如磁流变阻尼器、磁流变离合器、磁流变刹车器、磁流变抛光器等，应用于土木工程的抗震、机动车辆的减振降噪、化工机械的密封、光学玻璃和精密机械的精密抛光等。其潜在的应用市场十分巨大。

磁流变液是由可在磁场下极化的固体微粒、载液和添加剂等组成的悬浮液。可极化固体微粒是铁磁性和顺磁性的球形微粒，如铁、镍、钴等，其直径一般为1～10μm；载体液一般采用硅油、煤油、合成油和水等；添加剂的作用是对磁性粒子表面改性或改善磁流变液的沉降稳定性和凝聚稳定性。由于固体微粒的密度通常都大于载液，这种悬浮液是热力学不稳定体系，随着时间变化，固体粒子的聚集和沉降将不可避免，特别是在静置状态下，缓慢的沉降会导致团聚，严重的将会结块而不能通过简单方法再悬浮起来，结果是磁流变液的物理化学性质发生变化，失去流变效应而失效。因此，确保磁流变液具有良好的稳定性，是磁流变液在工程上应用的前提。目前，磁流变液的沉降稳定性仍然是制备磁流变液的难点，直接制约着磁流变液的应用和产品化。

本发明人等发现：磁流变液在流动或剪切状态是不易沉淀和团聚的，但当磁流变液处于静置状态，包括在磁流液器件中，如磁流变液阻尼器、磁流变液刹车、磁流变液变速器，当器件静置或不工作状态时，其中的磁流变液也容易发生沉淀或团聚。当对磁流变液施加适当的磁场后，磁流变液中的基液被固定在磁性粒子周围，阻隔了磁性粒子的进一步接近，可以有效地防止、甚至阻止磁流变液的沉降和团聚。

发明内容

本发明的目的是提供防止、甚至阻止了磁流变液的沉降和团聚的方法。

本发明的一种防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其磁流变液包括容器中的磁流变液，和磁流变液器件中的磁流变液，对于容器中的磁流变液在静置时，将磁流变液置于外加磁场中，不定时地将磁流变液从磁场中取出并进行再分散，然后重新置入磁场中；对磁流变液器件在长期不使用时，保持磁流变液器件中的磁流变液处在外加磁场中。

所述的外加磁场，包括利用交流电产生的磁场和直流电产生的磁场，以及用永磁体产生的磁场。

所述的外加磁场的强度为10mT～100mT。

本发明的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，对于容器中的磁流变液每一周或二周一次将磁流变液取出，用搅拌机将磁流变液再分散至均匀的悬浮液，再装入容器置于外加磁场中，外加磁场的强度为10mT～100mT。使用前将磁流变液取出，用搅拌机将磁流变液再分散至均匀的悬浮液。

本发明的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，对磁流变液器件在长期不使用时，接通供应磁流变液器件产生磁场的外接电源，保持磁流变液器件中的磁流变液处在外加磁场中，将磁场强度由小到大调至10mT～100mT。重新使用前，将供应磁流变液器件产生磁场的外接电源的电流或电压调至正常工作状态。

本发明对于瓶装磁流变液的处理方法：

第一步，按照传统的磁流变液制备方法制备磁流变液；第二步，将制得的磁流变液装入带有封盖的容器中并盖紧密封，容器的容积以磁流变液体积占整个容积65％～85％为宜；第三步，将盛有磁流变液的容器置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度范围为10mT～100mT；第四步，每一周或二周一次将磁流变液取出，用搅拌机将磁流变液再分散至均匀的悬浮液，再按第二步操作；第五步，使用前将磁流变液取出，用搅拌机将磁流变液再分散至均匀的悬浮液。

本发明对于磁流变液器件的处理方法：

第一步，磁流变液器件长期不工作时，接通供应磁流变液器件产生磁场的外接电源；第二步，将磁场强度由小到大调至10mT～100mT；第三步，重新使用前，将供应磁流变液器件产生磁场的外接电源的电流或电压调至正常工作状态即可。

本发明的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，不需要特别的技术，也不需要特别复杂的装置，简便易行，而且几乎不增加磁流变液的制备成本，是防止磁流变液静置时沉降和团聚的好方法。

以下用实施例对本发明作进一步的说明。

下面实施例中所用的羰基铁粉为江苏天一超细金属粉末有限公司的产品，牌号为MPS-MRF-15；所用的硅油是北京化工厂的产品。

实施例1

按磁流变液中羰基铁粉体积比为40％，载液体积比为60％配方。

第一步，称取羰基铁粉312g，硅油60g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将第一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封；

第三步，将第二步得到的盛有磁流变液的塑料瓶置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至25mT；

第四步，每2周一次定时将磁流变液从磁场中取出(此时观察到磁流变液无分层现象，流动性保持良好，用玻璃棒搅可轻易搅动，并能搅拌至均匀状态)，用玻璃棒搅拌5分钟后，再按第二步操作；

第五步，10周后将磁流变液从磁场中取出，磁流变液具有流动性，无分层和团聚现象，用玻璃棒搅拌至均匀状态即可使用。

实施例2

按磁流变液中羰基铁粉的体积比为45％，载液体积比为55％配方。

第一步，称取羰基铁粉351g，硅油55g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将第一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封；

第三步，将第二步得到的盛有磁流变液的塑料瓶置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至10mT；

第四步，每1周一次不定时地将磁流变液从磁场中取出，磁流变液无分层现象，用匀质机搅拌3分钟后，再按第二步操作；

第五步，10周后将磁流变液从磁场中取出，磁流变液具有流动性，无分层和团聚现象，用均质机搅拌至均匀状态即可使用。

实施例3

按磁流变液中羰基铁粉的体积比为35％，载液体积比为65％配方。

第一步，称取羰基铁粉273g，硅油65g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将第一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封；

第三步，将第二步得到的盛有磁流变液的塑料瓶置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至40mT；

第四步，每2周一次不定时地将磁流变液从磁场中取出，磁流变液无分层现象，流动性保持良好，用玻璃棒搅可轻易搅动，并能搅拌至均匀状态，用玻璃棒搅拌5分钟后，再按第二步操作；

第五步，10周后将磁流变液从磁场中取出，磁流变液具有流动性，无分层和团聚现象，用玻璃棒搅拌至均匀状态即可使用。

实施例4(比较例)

按磁流变液中羰基铁粉的体积比为40％，载液体积比为60％的配方。

第一步，称取羰基铁粉312g，硅油60g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将上一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封，静置；

第三步，每2周一次定时将磁流变液取出，磁流变液有分层现象，用玻璃棒搅拌5分钟，至均匀的悬浮液，再按第二步操作；

第五步，6周后将磁流变液取出，磁流变液不仅有分层现象，而且有较较严重的团聚现象，流动性差，用玻璃棒搅拌很难将磁流变液分散，磁流变液已很难恢复为原来的悬浮液。

实施例5

按磁流变液中羰基铁粉的体积比为30％，载液体积比为70％的配方。

第一步，称取羰基铁粉234g，硅油70g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将上一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封；

第三步，将第二步得到的盛有磁流变液的塑料瓶置于磁场强度为70mT永磁体上；

第四步，每2周一次不定时地将磁流变液从磁场中取出，磁流变液无分层现象，流动性保持良好，用玻璃棒搅可轻易搅动，并能搅拌至均匀状态，用玻璃棒搅拌5分钟后，再按第二步操作；

第五步，12周后将磁流变液从磁场中取出，磁流变液具有流动性，无分层和团聚现象，用玻璃棒搅拌至均匀状态即可使用。

实施例6

按磁流变液中羰基铁粉的体积比为28％，载液体积比为82％的配方。

第一步，称取羰基铁粉218g，硅油82g，聚乙烯吡咯烷酮3g，加入200ml的聚四氟乙烯烧杯中，先用玻璃棒搅拌均匀，然后用搅拌机在600rpm的速度下混合5分钟，再用搅拌机在1000rpm的速度下混合3分钟，得到均匀的悬浮性良好的磁流变液；

第二步，将第一步制得的磁流变液装入150ml带有封盖的塑料瓶子中并盖紧密封；

第三步，将第二步得到的盛有磁流变液的塑料瓶置于可调节磁场大小的磁场中，磁场强度调节至100mT；

第四步，每2周一次不定时地将磁流变液从磁场中取出，磁流变液无分层现象，流动性保持良好，用玻璃棒搅可轻易搅动，并能搅拌至均匀状态，用玻璃棒搅拌5分钟后，再按第二步操作；

第五步，10周后将磁流变液从磁场中取出，磁流变液具有流动性，无分层和团聚现象，用玻璃棒搅拌至均匀状态即可使用。

实施例7

第一步，将实施例1制备的磁流变液装入磁流变阻尼器中，接通供应磁流变液器件产生磁场的外接电源；

第二步，将磁场强度由小到大调至20mT，静置60天；

第三步，将供应磁流变液器件产生磁场的外接电源切断，手动阻尼器的活塞，可自由活动，磁流变液倒出后观察无分层和团聚现象。

实施例8(对比例)

第一步，将实施例1制备的磁流变液装入磁流变阻尼器中，接通供应磁流变液器件产生磁场的外接电源；

第二步，在磁场强度为0mT条件下静置60天；

第三步，将供应磁流变液器件产生磁场的外接电源切断，手动阻尼器的活塞时阻力很大，磁流变液倒出后可观察到分层和团聚现象。

Claims (5)

1、一种防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其磁流变液，包括容器中的磁流变液，和磁流变液器件中的磁流变液，其特征在于：对容器中的磁流变液在静置时，将磁流变液置于外加磁场中，不定时地将磁流变液从磁场中取出并进行再分散，然后重新置入磁场中；对磁流变液器件在长期不使用时，保持磁流变液器件中的磁流变液处在外加磁场中。

2、如权利要求1所述的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其特征在于：所述的外加磁场，包括利用交流电产生的磁场和直流电产生的磁场，以及用永磁体产生的磁场。

3、如权利要求1所述的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其特征在于：所述的外加磁场的强度为10mT～100mT。

4、如权利要求1所述的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其特征在于：对容器中的磁流变液每一周或二周一次将磁流变液取出，用分散工具将磁流变液再分散至均匀的悬浮液，再装入容器置于外加磁场中，外加磁场的强度为10mT～100mT。

5、如权利要求1所述的防止磁流变液静置时沉降和团聚的方法，其特征在于：对磁流变液器件在长期不使用时，接通供应磁流变液器件产生磁场的外接电源，保持磁流变液器件中的磁流变液处在外加磁场中，将磁场强度由小到大调至10mT～100mT。