磁流變液|磁流變液的制備，流變機(jī)理，應(yīng)用，研究方向
磁流變液一般由鐵磁性易磁化顆粒、母液油和穩(wěn)定劑三種物質(zhì)構(gòu)成。鐵磁性（軟磁性）固體顆粒有球狀、棒狀和紡錘狀三種形態(tài)，密度為7～8g/cm3，其中球形顆粒的直徑在0.1～500μm [10]范圍內(nèi)。目前可用作磁流變液的鐵磁性固體顆粒是具有較高磁化飽和強(qiáng)度的羰基鐵粉、純鐵粉或鐵合金 。由于羰基鐵粉飽和磁化強(qiáng)度為2.15特斯拉，且物性較軟、具有可壓縮性、材料成本低、購(gòu)買方便，已成為最常用的材料之一。磁流變液的母液油（分散劑）一般是非導(dǎo)磁且性能良好的油，如礦物油、硅油、合成油等,它們須具有較低的零場(chǎng)粘度、較大范圍的溫度穩(wěn)定性、不污染環(huán)境等特性 。穩(wěn)定劑用來(lái)減緩或防止磁性顆粒沉降的產(chǎn)生。因?yàn)榇判灶w粒的比重較大，容易沉淀或離心分離，加入少量的穩(wěn)定劑是必須的。磁流變液的穩(wěn)定性主要受兩種因素的影響：一是粒子的聚集結(jié)塊，即粒子相互聚集形成很大的團(tuán)；二是粒子本身的沉降，即磁性粒子隨時(shí)間的沉淀。這兩種因素都可以通過(guò)添加劑或表面活性劑來(lái)減緩。由超精細(xì)石英粉形成的硅膠是一種典型的穩(wěn)定劑，這種粒子具有很大的表面積，每個(gè)粒子具有多孔疏松結(jié)構(gòu)可以吸附大量的潮氣，磁性顆�？捎蛇@些結(jié)構(gòu)支撐均勻地分布在母液中。另一方面，表面活性劑可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)吸附在磁性顆粒的周圍以減緩粒子的沉降。穩(wěn)定劑必須有特殊的分子結(jié)構(gòu)，一端有一個(gè)對(duì)磁性顆粒界面產(chǎn)生高度親和力的釘扎功能團(tuán)，另一端還需一個(gè)極易分散于某種基液中去的適當(dāng)長(zhǎng)度的彈性基團(tuán)。
將這三種物質(zhì)按一定的比例混合均勻，即可形成磁流變液。良好的磁流變液必須具有下列性能：(1)具有優(yōu)良的磁化和退磁特性，以保證磁流變液的磁流變效應(yīng)是一種可逆變化。因此這種流體的磁滯回線必須狹窄，內(nèi)聚力較小，而磁導(dǎo)率很大，尤其是磁導(dǎo)率的初始值和極大值必須很大；(2)應(yīng)具有較大的磁飽和特性，以便使得盡可能大的“磁流”通過(guò)懸浮液的橫截面，從而給顆粒相互間提供盡可能大的能量；(3)應(yīng)具有較小的能量損耗，在工作期間，全部損耗(如磁滯現(xiàn)象、渦流現(xiàn)象等)都應(yīng)該是一個(gè)很小的量；(4)應(yīng)具有高度磁化和穩(wěn)定的性能，這就要求磁流變液中的強(qiáng)磁性粒子的分布必須均勻，而且分布率保持不變；(5)應(yīng)具備極高的“擊穿磁場(chǎng)”，以防止磁流變液被磨損并改變性能；(6)應(yīng)在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)具有極高的穩(wěn)定性，以保證磁流變液的流變性能不會(huì)在正常工作溫度范圍內(nèi)發(fā)生改變；(7)構(gòu)成磁流變液的原材料應(yīng)是價(jià)廉的而不是稀有的。
目前國(guó)際上關(guān)于磁流變液材料制備方法和工藝的報(bào)道比較多。中國(guó)科技大學(xué)磁流變研究組陳祖耀、江萬(wàn)權(quán)等人用Y-輻射技術(shù)產(chǎn)生直徑在２００nm～５μm 的Co粒子，并將鐵顆粒表面復(fù)合此納米尺寸的Co粒子，形成鐵復(fù)合物為懸浮粒子制備的磁流變液。在中國(guó)科技大學(xué)的旋轉(zhuǎn)式磁流變液測(cè)試系統(tǒng)上測(cè)試，結(jié)果表明剪切屈服應(yīng)力顯著增大；用直徑為２.５μm～８μm羰基鐵粉分散于硅油中，并用偶聯(lián)劑預(yù)先處理，改善液態(tài)相和固態(tài)相的相容性，可有效防止粒子沉淀，該磁流變液效應(yīng)顯著，且具有較大的溫度穩(wěn)定性。2002年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)磁流變研究組成功地篩選制備了KDC—1磁流變液，該樣品實(shí)驗(yàn)室工藝穩(wěn)定，有較大的剪切屈服強(qiáng)度和沉降穩(wěn)定性，其主要力學(xué)性能指標(biāo)與美國(guó)Lord公司產(chǎn)品接近。現(xiàn)已完成對(duì)3家友鄰研究單位KDC—1 MRF小批量實(shí)驗(yàn)室規(guī)模供給，反映良好。
