KR101865939B1 - 자기유변 유체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 유변 유체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카보닐 철과 페라이트 분말 등의 자성분말을 표면 처리하여 자기유변 유체로 제조함으로써, 전단응력이 높고 자기특성이 우수하며, 적용 부품의 특성에 맞도록 점도와 전단응력을 조절할 수 있는 자기유변 유체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

자기유변 유체의 제조방법{A method for praparing Magnetorheological Fluid}

본 발명은 자기 유변 유체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카보닐 철과 페라이트 분말 등의 자성분말을 표면 처리하여 자기유변 유체로 제조함으로써, 전단응력이 높고 자기특성이 우수하며, 적용 부품의 특성에 맞도록 점도와 전단응력을 조절할 수 있는 자기유변 유체의 제조방법에 관한 것이다.

자기 유변 유체(Magnetorheological Fluid)는 자기장이 주어짐에 따라 유변 물성이 급격히 변하는 물질로, 자기장이 주어지면 자유롭게 흐르는 유체에서 높은 yield strength를 갖는 고체적 성질로 변하게 된다. 이러한 자기유변 유체는 비 자성 용매(nonmagnetic solution)에 자성입자(magnetic particles)를 분산시킨 분산액(suspension)으로서, 외부로부터 제공되는 자기장의 크기에 따라 유변학적 거동과 전기적, 열적, 기계적 물리적 성질이 달라지는 자기유변 현상 (이하 "MR"이라 한다)을 나타내는 유체를 말한다.

이 유체는 단순히 외부 자기장의 인가에 의해서 10-100 kPa 이상의 높은 항복응력을 가지는 등 기계력을 제어할 수 있으며 단순한 자기장만의 인가에 의해서 부가적인 운동장치의 필요 없이 기계력을 제어할 수 있으므로 응용 장치 설계의 단순화를 가져올 수 있다. 또한, 외부로부터의 인가된 자기장의 크기에 따라 유체특성이 달라지므로 자기장의 제어에 의해 유변학적 물성을 변화시킬 수 있으며 정밀한 유동 특성 제어가 가능하다.

자기 유변 현상은 용매에 분산되어 있는 자성 입자들이 현탁액에 인가된 자기장에 따라 분극이 되어, 자기 쌍극자간에 인력이 작용하고, 인가된 자기장의 방향으로 사슬과 같은 구조를 형성하게 되고, 이 사슬구조들은 유체의 흐름이나 외부에서 가해지는 전단력에 저항을 보임으로써 유변학적 현상인 점도 및 항복응력을 상승시키는 것이다. 자기장이 유지되는 한 입자간의 사슬 구조는 가역적으로 다시 형성되고 유속이 적을수록 더 많은 입자가 사슬모양을 형성하며 외력이 없는 정지 상태에서는 사슬이 파괴되지 않고 잘 발달되어 있기 때문에 초기흐름을 유도하기 위해서는 더 많은 전단응력(shear stress), 즉 물질 내에 유동을 일으키기 위한 최소응력으로써 항복응력(yield stress)이 필요하다. 입자의 상호작용에 의해 만들어진 사슬모양의 다발은 외력에 의해 그 구조가 파괴되고, 사슬을 이루는 입자들은 사슬 구조를 유지하려고 전단 속도의 크기에 저항하여 원래의 구조로 복원하려는 힘의 반복에 의해 유변물성의 변화가 생긴다. 즉, 전단 속도가 낮은 영역에서는 자기장에 의해 입자의 상호작용이 활발해지면서 사슬을 유지할 수 있는 입자간의 인력이 우세하며, 높은 전단속도 영역에서는 흐름을 유도하는 유체역학적 힘(Hydrodynamic force)에 의해 입자간의 사슬모양 구조가 파괴되면서 이 두 힘의 크기 차이에 의해 유변학적 거동을 설명할 수 있다. 즉, 자기유변 유체 내의 입자가 자기장 방향으로 정렬하고 전단 저항이 증가하는 현상은 입자가 편극화되어 나타나는 상호간의 자기력에 기인한다. 점도의 향상과 더불어 항복응력은 자기유변 성질을 갖는 물질들의 유변학적 거동이 실제 공정 및 제품의 성능 평가에 있어서 본질적인 역할을 함으로써, 물질의 항복응력 및 관련 유변물성에 대한 성질이 중요하다.

또한 자기 유변 유체의 자성입자는 용매에 고루 분산되어야 자기유변 유체의 전단응력 특성이 잘 나타나게 된다. 자성입자가 분산이 잘 되지 않으면 자성입자가 뭉쳐서 자기유변 유체의 점도가 크게 나타날 수 있고, 전단응력은 낮게 나타날 수 있기 때문에 자기유변 유체를 제조하기가 용이하지 않다. 자성 입자가 잘 분산되면 목표한 요구치의 점도와 전단응력을 달성할 수 있기 때문에 자기유변 유체를 제조함에 있어서 안정적인 특성을 나타내는 자기유변 유체 제조가 용이하다. 또한, 자기장이 인가되어 있지 않을 시에는 안정된 분산유체의 특성을 가지고 있어야 하므로, 입자의 안정적인 분산이 중요하다. 자기유변 유체는 응용장치에서 중요한 요소로써 낮은 초기점도 및 분산안정성, 외부장하의 높은 전단 응력과 낮은 전력 소모 등을 만족시킨다는 큰 장점을 가지고 다양한 응용이 가능하며, 이러한 특성은 기존의 복잡한 기계식 시스템을 대체하여 시스템을 전반적으로 소형화 및 경량화하거나 그 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자기장에 대한 유체의 빠른 응답성과 유변 효과의 가역성을 이용하여 공학 분야, 특히 자동차의 댐퍼(damper) 시스템, 충격 흡수기 (shock absorber), 엔진마운트(engine mount), 유량제어용 밸브 시스템 및 위치정함(positioning), 로봇(Robot), 액츄에이터(actuator) 등의 광범위한 분야에 응용이 가능하다.

일반적인 입자 자기 쌍극자 메커니즘에 따르면, 편극화 성향이 크고 자성특성이 높은 순철과 같은 Soft magnetic 물질을 사용해야한다. 그러나 이러한 물질의 대부분은 높은 밀도와 불안정한 표면성질을 가지고 있다는 단점이 있다. 특히 높은 밀도는 자기 유변 유체가 평상시 안정된 유체로 존재하는 것에 큰 방해요인이 되며, 또한 자기장을 낮추거나 제거 하였을 때 재 분산이 어려운 문제점을 야기한다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되어 왔다. 특히 유체의 밀도를 높이고, 다양한 분산제를 넣어서 그 문제를 해결하는 것이 있었다.

입자의 사이즈도 유체의 레올로지에 아주 큰 영향을 미치는데, 큰 입자(μm)의 경우 그것보다 작은(nm)입자보다 높은 항복응력(yield stress)을 가지며, 만약 입자의 사이즈가 10μm보다 크다면 입자의 무게 때문에 침전이 일어날 것이고, 이것은 MR유체의 안정성을 유지하는데 방해가 될 것이다. 그렇다고 해서 자성입자와 비자성 용매간의 비중차이에 의한 분산문제를 해결하기 위해서 사이즈가 작은 자성입자를 넣는다고 하면, 항복응력이 현격히 감소하는 문제도 발생하기 때문에 이런 문제를 해결하기 위해 마이크론 사이즈의 입자에 나노사이즈의 입자를 20%정도 섞으면 오히려 자기유변 특성이 증가하고, MR유체의 안정성을 유지하는데 큰 도움이 된다.

기존의 MR유체는 자성분말로 주로 카보닐 철(CIP) 단일 재료를 사용한다. 카보닐 철은 Fe의 순도가 99% 이상이고, 포화자속밀도가 높기 때문에 최대 인가 자장 하에서 높은 항복응력, 높은 점탄성을 갖을 수 있다. 또한 카보닐 철의 특성 중 하나인 화학적 안정성 덕분에 공기 중에서 산화에 강하여 제조과정에서 부식이 되지 않아 재료의 관리 등이 용이하고, 부식으로 인한 자기특성 저하를 막을 수 있다. 또한 카보닐 철은 입형이 구형이기 때문에 분말의 입형 변화에 따른 자기특성 편차가 적어 고른 유변 특성을 나타낼 수 있다.

그러나 카보닐 철은 상업적으로 사용되는 곳이 많지 않아서 가격이 비싸고, 밀도가 높아서 분산성이 떨어지는 단점이 있다. 또한 카보닐 철은 포화자속밀도가 높기 때문에 높은 인가 자장 하에서는 높은 점탄성 특성, 즉 자기유변 유체에서 높은 전단응력을 나타내지만, 카보닐 철 단일 분말을 사용하다보니 이는 부품에서 사용시 인가자장의 영역별 다양한 전단응력 특성을 만족하지 못하게 된다. 또 카보닐 철 분말의 입도가 커지면 높은 인가 자장 하에서는 높은 점탄성을 나타내지만 낮은 인가 자장 하에서는 입도가 작은 카보닐 철 분말의 점탄성보다 낮게 나타날 수도 있다. 이는 비단 카보닐 철을 사용한 자기유변 유체에 국한되는 문제가 아니고 수 분사 등을 사용한 순철 분말 등 단일 분말을 사용한 모든 자기유변 유체에 나타나는 문제이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 카보닐 철 입자와 다른 입자를 혼용한 자기유변 유체가 제안되고 있다.

그 예로서, 미국특허등록 제6,875,368호에서는 캐리어 유체와 카보닐 철 입자 등의 고순도 철 입자와 니켈 아연 페라이트, 망간 아연 페라이트 등의 페라이트 합금을 포함하는 자기유변 유체가 제안되어 있고, 미국특허등록 제6,743,371호에서는 캐리어 유체와 카보닐 철 입자 등의 고순도 철 입자와 니켈 아연 페라이트, 망간 아연 페라이트 등의 페라이트 합금을 포함하는 자기 민감 유체가 제안되어 있다. 또한, 미국특허공개 제2006-0097232호에서는 카보닐 철 입자, 망간 아연 페라이트 등의 자성 입자를 포함하는 자기유변 유체가 제안되어 있으며, 한국특허공개 제2009-0107257호에서는 카보닐 철, 소프트 페라이트 등에서 선택되는 자성입자와 분산매체를 포함하는 자기유변 유체가 제안되어 있다.

그러나 이러한 종래의 특허문헌에서 제안하고 있는 자기유변 유체의 경우 카보닐 철과 페라이트 분말을 사용하여 단일 분말의 문제를 해결하고 전단응력과 자기 특성을 개선하려 노력하고 있으나, 혼합 자성분말의 사용으로 인해 상용성이 떨어지고 분산성이 충분하게 해소되지 않아서 다양한 전단응력으로의 조절이 어려운 문제점을 여전히 안고 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 카보닐 철과 페라이트 분말을 표면처리하게 되면, 다양한 전단응력 특성을 나타내면서도 분산성과 혼합 분말의 상용성이 우수하게 된다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 카보닐 철과 페라이트 분말을 표면 처리하여 전단응력의 조절이 용이하고 우수한 물성의 자기유변 유체를 제조하는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

위와 같은 과제 해결을 위해, 본 발명은 카보닐 철 분말과 하기 일반식 1로 표시되는 페라이트 분말을 실란 또는 실리콘으로 표면 처리하는 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법을 제공한다.

[화학식 1]

(M)x(Fe)y(O)z

상기 식에서, M은 Ni, Co, Zn, Mn, Ba, Sr, Li, Cu, Ca, Mg, Y 중 하나 혹은 두개 이상의 원소의 조합이고, x는 1-10의 정수, y는 1-10의 정수, z는 1-5의 정수이다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 자성분말로서 카보닐 철 외에 제 2자성분말로서 상기 화학식 1의 페라리트 분말을 혼합 사용함으로서 혼용된 자성분말 사이에 자기특성이 상이하여 낮은 인가자장에서도 높은 자기특성을 나타낼 수 있기 때문에 자기유변 유체의 전단응력도 높일 수 있을 뿐만 아니라, 혼용된 자성분말을 특정 성분으로 표면처리를 함으로 이로 인해 분산성과 상용성이 크게 개선되어 자기유변 유체의 점도와 전단응력 조절이 가능하고 다양한 부품의 요구특성에 맞는 자기유변 유체를 제조하기에 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 각 자성 분말별 자기특성을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 자기유변 유체에 대한 전단응력 측정결과를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제조방법에 따라 자성분말을 표면 처리한 실시예와 표면처리하지 않은 비교예에 따른 자기유변 유체에 대한 전단응력 변화를 비교하여 보여주는 표이다.

이하 본 발명을 하나의 구현예로서 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기존에 사용되었던 카보닐 철이나 페라이트 분말을 사용하되 카보닐 철 분말과 상기 일반식 1로 표시되는 페라이트 분말을 실란 또는 실리콘으로 표면 처리하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 카보닐 철은 카보닐 철, 수분사, 분자화(atomizing)된 철계 분말 중 1종으로 Fe 순도 97% 이상(Fe 97wt% 이상, 나머지 3wt% 이하는 Mo, Al, V, Cu, Mn, Co 중에서 선택한 1종 혹은 2종 이상이 함유된 것)이며, D50 입도는 1um~20um인 분말이고 실란 혹은 실리콘으로 표면처리 혹은 표면처리하지 않은 것을 사용할 수 있다.

한편, 입자의 사이즈도 유체의 레올로지에 아주 큰 영향을 미치는데, 큰 입자(μm)의 경우 그것보다 작은(nm)입자보다 높은 항복응력(yield stress)을 가지며, 만약 입자의 사이즈가 10μm보다 크다면 입자의 무게 때문에 침전이 일어날 것이고, 이것은 MR유체의 안정성을 유지하는데 방해가 될 것이다. 그렇다고 해서 자성입자와 비자성 용매간의 비중차이에 의한 분산문제를 해결하기 위해서 사이즈가 작은 자성입자를 넣는다고 하면, 항복응력이 현격히 감소하는 문제도 발생하기 때문에 이런 문제를 해결하기 위해 마이크론 사이즈의 입자에 나노사이즈의 입자를 20%정도 섞으면 오히려 magnetorheological property가 증가하고, MR유체의 안정성을 유지하는데 큰 도움이 될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 페라이트 분말은 상기 화학식 1로 표시된 것이 사용될 수 있고, 페라이트 분말은 입도 D50이 10nm~50um인 분말이 바람직하다. 가장 바람직한 페라이트 분말로는 MnZn 페라이트 분말 또는 NiZn 페라이트 분말을 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 카보닐 철 분말과 상기 화학식 1의 페라이트 분말의 혼합은 중량비는 10:1~1:10로, 더욱 바람직하게는 동등 수준(1 : 1)의 중량비로 혼합 사용하되 특정 인가자장에서 요구되는 목표 전단응력에 따라 상기 범위로 사용이 가능하다.

본 발명에서는 자성분말인 상기 카보닐 철과 페라이트 분말을 바람직하게는 밀링하여 혼합하고 나서 표면 처리하여 자기유변 유체를 제조하는데, 이때 두 자성분말간의 상용성과 자성분말과 베이스 오일간의 젖음성 개선을 통해 향상된 분산성을 갖도록 하여 높은 전단응력을 나타내기 위해 표면처리를 하며 표면 처리를 위해서는 실란 또는 실리콘 등을 사용한다. 바람직하게는 실란으로 볼밀 조건에서 표면처리를 행하는 것이 고른 표면처리 및 응집을 방지하는 면에서 더욱 좋다. 이때 실란 또는 실리콘은 전체 자성분말에 대해 0.5~4%의 부피분율 구체적으로는 0.5~2%의 부피분율의 량으로 첨가하되 알코올 용액 상으로 첨가하여 표면처리하는 것이 바람직한데, 그 첨가량이 너무 과량이면 자성분말이 응집되는 문제가 있고, 너무 소량이면 첨가 효과가 없어서 분산성과 상용성이 떨어진다.

본 발명에서 표면처리는 바람직하게는 예를 들어 실란으로 표면처리하는 경우 에틸알코올에 실란을 혼합하여 용액을 만들고, 그 용액을 혼합 분말에 가하고 볼밀로 밀링하여 실란이 자성 분말 표면에 코어쉘 형태의 코팅된 형태로 존재하도록 하는 것이다. 이때 볼밀에 사용되는 볼은 지르코니아 볼, 스테인레스 볼 등이 사용될 수 있으나 볼의 무게가 너무 무거울 경우 자성분말의 입형이 변할 수 있으므로 100g 이하의 볼을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서는 자기유변 유체를 제조하기 위해 사용되는 기유로 탄화수소계, 합성오일(PAO), 실리콘 오일, 올레핀, 글리콜 중에서 선택된 1종 혹은 2종 이상의 혼합물이 사용 가능하며, 바람직하게는 실리콘 오일을 사용하는 것이 좋다. 또한. 자성분말의 분산 안정성 혹은 부품과의 마찰 마모 등을 방지하기 위해 계면활성제, 금속비누, 무기 점토, 유기 점토, 물, 올레산, 산화방지제, 마모 방지제 등이 임의로 사용될 수 있다. 이때 첨가제는 전체 자기유변 유체 100중량부에 대해 10% 이하 중량부로 사용하는 것이 좋다.

이러한 자기유변 유체는 상기한 본 발명의 특징적 기술을 이용하여 통상의 방법으로 제조할 수 있다.

이와 같이, 제조된 자기유변 유체의 전단응력은 자성분말의 자기특성과 비례하는 특성을 갖는다. 카보닐 철은 Fe 순도가 97% 이상이어서 포화자속밀도가 크기 때문에 인가 자장이 클 경우 자기유변 유체에서 큰 전단응력을 낼 수 있으나, 초기 투자율이 높지 않아서 낮은 인가 자장에서는 자속밀도가 낮게 되고 따라서 자기유변 유체의 전단응력도 낮아질 수밖에 없다. 본 발명에서는 이러한 카보닐 철 이외에 제 2자성분말로서 상기 화학식 1의 페라이트 분말을 사용하는데, 제 2자성분말은 제 1자성분말인 카보닐 철과 자기특성이 상이하여 낮은 인가 자장에서도 높은 자기특성을 나타낼 수 있기 때문에 자기유변 유체의 전단응력도 높일 수 있다.

특히, 본 발명은 상기와 같이 혼합된 자성분말을 실란, 실리카와 같은 특정성분으로 표면처리함으로 인해 자성분말의 밀도 감소가 발생하고, 이로 인해 기유와 자성분말의 밀도 차가 줄어들기 때문에 분산성이 향상된다. 또한 기유와 표면처리된 자성분말은 젖음성이 향상되어 분산성과 상용성이 좋아지고,

그에 따라 자기유변 유체의 전단응력이 좋아진다. 제 1자성분말과 제 2자성분말간의 혼합비 조절이 가능하므로 그 혼합비 및 함량에 의해

전단응력을 조절하기 용이한 특징을 나타낸다.

이렇게 본 발명에 따라 제조된 자기유변 유체는 기존에 비해 외부자장 영역별 전단응력을 조절할 수 있는 특성을 가지는 것으로서 본 발명은 이러한 본 발명에 따라 제조된 자기유변 유체를 포함한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자기유변 유체의 제조방법을 적용하면 분산안정성이 우수하게 개선될 수 있을 뿐만 아니라 전단응력, 점도 등의 물성에서 우수한 효과를 나타낸다. 또한 자성분말의 표면처리로 인해 분산안정성과 이종 분말간의 상용성이 향상되고 그에 따라 전단응력이 향상되어 쇽옵소버와 같이 가변적으로 전단응력의 조절이 요구되는 다양한 부품의 특성에 맞게 전단응력을 조절하여 제조할 수 있기 때문에 그 적용이 매우 유리한 효과가 있는 것이다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

제 1자성분말(카보닐 철) 및 제 2자성분말(페라이트)의 표면처리를 위해 에틸알코올 100ml에 실란(다우코닝 Z-6173) 10ml를 혼합하여 준비한다. 제 1자성분말인 카보닐 철[BASF社의 D50 입도가 6㎛ 인 CD grade 분말(Fe>99.5%, C<0.05%, O 0.2%, N<0.01%)] 500g 과 제 2자성분말인 NiZn#1 페라이트 분말 500g을 볼밀에 함께 투입 후 100rpm의 속도로 5시간 밀링하여 분말을 골고루 혼합한 뒤 미리 준비해 둔 에틸알코올과 실란의 혼합물을 넣고 지르코니아 볼을 이용하여 10시간가량 밀링하여 표면처리를 시행한다.

상기에서 표면처리된 제 1자성분말 및 제 2자성분말의 혼합분말을 증류수로 2차례 세척 후 50℃에서 8시간 건조시킨다.

제 1자성분말 및 제 2자성분말의 혼합분말이 자기유변 유체 완성품에서 70wt%가 되도록 기유인 탄화수소계 오일(캐스터 오일)을 400g 준비한다. 회전형 교반기에 탄화수소계 오일 400g을 넣고 200rpm으로 회전시키며, 위에서 준비한 제 1자성분말과 제 2자성분말 혼합물을 10g/min의 속도로 흩뿌리며 분산시킨 뒤 제 1자성분말과 제 2자성분말 혼합물의 투입이 완료되면 550rpm에서 7시간, 100rpm에서 1시간 분산시켜 자기유변 유체를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 NiZn 페라이트 분말 대신에 MnZn 페라이트 분말을 사용하여 자성분말 70wt% 함량으로 자기유변 유체를 제조하였다.

실시예3.

상기 실시예 1과 동일하기 실시하되 NiZn#1 페라이트 분말 대신 NiZn#2 페라이트 분말을 사용하여 자성분말 70wt% 함량으로 자기유변 유체를 제조하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 페라이트를 사용하지 아니하고 BASF사의 카보닐 철 중 한 모델인 CD을 단일 분말로 1000g 사용하여 자성분말 70wt% 함량으로 자기유변 유체를 제조하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 실란으로의 처리를 이행하지 아니하고 자성분말 70wt% 함량으로 자기유변 유체를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1-3 및 비교예 1-2의 경우에서 각 분말별 자기 특성과 자기유변 유체의 전단응력을 측정하여 그 결과를 도 1, 도 2에 각각 나타내었다.

도 1에서는 카보닐 철(CIP)의 인가자장이 10000G 일때 자속밀도는 220emu/g로 MnZn 페라이트의 100emu/g 수준인 자속밀도보다 월등히 높지만 인가자장이 1000G 이하에서는 MnZn 페라이트의 자속밀도가 더 높다. 이런 자성분말의 자기특성은 자기유변 유체의 전단응력과 비례하는 결과로 나타난다. 또 NiZn 페라이트를 사용한 경우(NiZn#1은 초기투자율이 280인 분말, NiZn#2는 초기 투자율이 450인 분말) 역시 초기투자율이 더 높은 NiZn#2이 낮은 자장에서 NiZn#1보다 높은 자속밀도를 나타내는 것이 확인된다.

도 2에서는 실시예 1-3와 비교예 1에서 제조한 자기유변 유체에 대하여 각 인가 자장별 전단응력을 측정하였다. 그 결과, 자성분말의 자기특성 경향성과 비례하는 전단응력이 나타났는 바, 실시예 1-3와 같이 제 2자성분말인 MnZn 페라이트, NiZn페라이트를 사용한 자기유변 유체는 인가 자장 171kA/m에서 카보닐 철(CD)로만 제조된 비교예의 자기유변 유체보다 높은 전단응력을 나타내었다.

실험예 2

상기 실시예 1-3와 비교예 2에서 제조된 혼합 자성분말을 함유한 자기유변 유체에 대해 각각 인가 자장별 전단응력을 측정하여 그 결과는 도 3에 나타내었다. 도 3은 자성분말에 표면처리 유무에 따른 전단응력 특성 및 분산성(침강도)를 나타낸 것으로서 이 도면에서 보면 제1 및 제2 자성분말의 혼합 자성분말을 사용한다고 하더라도 실란으로 표면처리한 경우(실시예 1-3)는 실란으로 처리하지 않은 경우(비교예 2)에 비해 전단응력 및 분산성(침강도) 면에서 우수한 특성을 나타내었다.

침강도는 메스실린더에 일정량의 자기유변 유체를 넣고 50시간 후 자성분말의 가라앉는 높이를 측정하여 침강되는 속도를 측정한 것으로 수치가 낮을수록 침강이 늦게 되는 것이고, 침강이 늦을수록 분산성이 높다고 볼 수 있다. 침강도는 다음의 방법으로 계산된다.

침강도=(초기 높이-50시간 후 가라앉은 높이)/초기 높이/50(hr)*100%

Claims (7)

1. 카보닐 철 분말 및 하기 화학식 1로 표시되는 페라이트 분말은 실란 또는 실리콘에 의해 표면 처리되되,
   상기 실란 또는 실리콘은 전체 분말에 대해 0.5~4% 부피분율의 양을 알코올 용액 상에 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법:
   
   [화학식 1]
   (M)x(Fe)y(O)z
   상기 화학식1에서, M은 Ni, Co, Zn, Mn, Ba, Sr, Li, Cu, Ca, Mg, Y 중 하나 혹은 두개 이상의 원소의 조합이고, x는 1-10의 정수, y는 1-10의 정수, z는 1-5의 정수이다.
   
2. 청구항 1에 있어서, 카보닐 철 분말은 Fe 순도 97% 이상(Fe 97wt% 이상, 나머지 3wt% 이하는 Mo, Al, V, Cu, Mn, Co 중에서 선택된 1종 혹은 2종 이상이 함유된 것)이며, D50 입도는 1um~20um인 분말인 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 페라이트 분말은 MnZn 페라이트 분말 또는 NiZn 페라이트 분말인 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서, 카보닐 철 분말과 상기 화학식 1의 페라이트 분말의 혼합 중량비는 1 : 1인 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 표면 처리는 에틸알코올에 실란을 혼합한 용액을 혼합 분말에 가하고 볼밀로 밀링하는 것을 특징으로 하는 자기유변 유체의 제조방법.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 6 중에서 선택된 어느 하나의 항에 따라 제조된 자기유변 유체.

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