磁流体技术及应用的发展现状与未来.docVIP

Ξ 磁流体技术及应用的发展现状与未来 翁兴园 (中国西南应用磁学研究所 绵阳 621000) 摘 要 介绍了国内外磁流体技术及应用开发现状, 展望了未来发展。 关键词 磁流体 制备技术 应用开发 现状 Pre sen t Evo lut ion Sta tus an d Future of the Techn ique s an d A pp l ica t ion s of M a gn e t ic F lu id W en g X in gyu an S ou thw es t I n s t itu te of A p p l ied M a g n e t ics, M ia ny a n g 621000 A BSTRACT T h e tech n iqu e s an d app lica t io n s o f m agn e t ic f lu id a t th e p re2 sen t day w e re in t ro du ced, an d o u t loo k o f fu tu re evo lu t io n o r ien ta t io n o f m agn e t ic f lu id is g iven. KEY W O RD S m agn e t ic f lu id, p rep a r in g tech n iqu e s, app lica t io n an d deve l2 opm en t, p re sen t sta tu s 应用磁学研究所、南京大学、北京理工大学、 1 引言 磁流体即磁性液体 (M agn e t ic L iqu id) , 北京航空航天大学、北方交通大学、四川师 范大学、沈阳铸造研究所、南方冶金学院等。 也称磁性流体 (M agn e t ic F lu id) 或磁性胶体 (M agn e t ic Co llo id) , 简称磁液。磁流体是铁 磁性或超顺磁性微细颗粒, 借助于表面活性 剂稳定地分散于载液的胶体溶液或悬浊液, 是一种新型的重要的液体功能材料, 具有很 特殊的理化性质。自从四十年代被人们发现 以来, 经过数十年的研究开发, 获得了广泛 应用, 其应用范围已扩展到航空航天、电子、 化工、机械、能源、冶金、仪表、环保、医疗等 各个领域。目前, 美国、日本、英国等国均已 进入工业化生产阶段, 我国一些单位在其应 用研究方面也取得了可喜成绩, 如中国西南 随着研究开发的深入, 其应用领域也不断拓 展。本文系统介绍了当今磁流体技术及应用 开发现状, 展望了磁流体的未来发展。 2 211 磁流体的特性和种类 磁流体的特性 磁流体不仅具有固体的磁性, 而且兼有 液体的流动性。由于通过分散剂而均匀分散 在载液中的超微磁粒小到亚畴状态, 其磁化 矢量自发磁化至饱和, 但因粒子微小及涂敷 界面活性剂后克服了范德瓦尔斯力, 从而使 其悬浮在载液中呈布朗运动, 故粒子磁矩呈 使用温度等也间接决定于载液特性。磁性微 磨、热分解、解胶法、水溶液吸附—— 有机 分散法1 、更选母液球磨法、电解法、真空蒸 粒既可以是磁铁矿, 又可是各类铁氧体或其 它磁性体, 由此又决定了磁流体的颜色和居 里温度点等参数。 超声波在磁流体中传播时, 其速度和衰 减均与外磁场有关, 并呈现出各向异性; 当 光通过稀释的磁流体或其薄层时, 会产生双 折射或双向色性现象, 磁流体流向与外磁场 方向平行时的粘度要比垂直方向的粘度大; 在交变磁场中, 其磁导率不但具有频散现 象, 而且还有磁粘滞性现象。 磁流体的性能参数主要是磁化强度、粘 度和使用温度范围等, 在一些场合还有蒸汽 压及其它理化参数。 212 磁流体的主要类型 磁流体的种能较多, 可按超微磁性粒子 种类、载液类型等方法划分, 通常按磁流体 中超微磁性粒子类型进行科学分类。 21211 按超微磁粒类型分类磁流体 (1) 铁酸盐系 这类磁流体的超微粒子是铁酸盐系列, 如 F e3O 4、Χ2F e2O 3、M eF e2O 4 (M e = Co、N i) 等。 (2) 金属系 这 类 磁 流 体 超 微 粒 子 选 用 N i、Co、F e 等金属微粒及其合金 (如 F e2Co、N i2F e)。 镀法、等离子体法、气相液相反应法等。 311 机械研磨法 这种方法 由 P ap e ll 首 先 提 出, 是 最 初 制备磁流体的方法之一, 其原理是将粉碎得 到的磁性粒子 (F e3O 4 ) 和表面活性剂添加到 载液中, 在球磨机中经过长时间 ( 1000小时 左右) 球磨, 其中部分微粒稳定地分散在载 液中, 再在高速离心机中处理几十分钟, 除