《超细FELT3GTOLT4GT磁性液体的制备、表征和稳定机制研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超细FELT3GTOLT4GT磁性液体的制备、表征和稳定机制研究（139页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、出末大学潦士逢文摘要纳米磁性液体怒强磁性纳米粒子包覆表面活性剂后均匀地分散在某种基液中而形成的胶 体溶液。它是一秸液态磁性材料，由于既具有磁性又具有液体的流动性，以及它的超顺磁性 质，使其其有其它的常规材料和新型材料都不蕻各的系列独特酌优异程能，在高科技材料 领域占有重要地位，并广泛应用予航空航天、嫩子技术、机械化工、信息技术、生物医药等 商薪技术领域。 研究目的：研究高性熊、高稳定性纳米磁液的制餐理论，并通过对磁液的袭征和分析， 实验礴究绣恭磁液淫麓蹭强撬露l I 帮稳定璞渣，浚诗澍俸嘉性麓密封结构元件，剩羁掰铡褥懿 磁性液体和所制作的密封元件进行密封性能实验研究。 磁究方法：本漾题采鲻实验
2、磺究积瑗论磅究麴缝合戆方法，以实验磷变为主。 利用湿化学沉淀法制备了纳米F e 3 0 4 磁性液体，并对其结构性能进行了系统表征，分析 了纳米磁。建滚体的稳定机铡，磺究了纳洙磁性液体蜜辩的愿理秘密封静力学及褰封动力学， 进行了密封结构设计和制作，并将自行研制的密封部件用于密封实验。 磁性液体中F e 3 0 。胶体粒子怒通过F 一+ 盐和F e 2 + 盐在一定条件下台成鲍。本文主要利用 F e C l 3 6 H 2 0 和F e C l 2 4 H 2 0 合成纳米F e 3 0 4 磁性粒子，F e C l 3 和F e C l 2 胶体水溶液是制备纳米F e 3 0 4 磁性液体非常
3、熏要的基础体系。研究了F e C h 和F e C l 2 水解过程的规律，F e C l a 和F e C l 2 的水勰 过程楚十分复杂韵，分剐稍瘸死释方法辑究了求解过程，并嗣孺乳光实验、x - 辩线衍辩、扫 描电镜等表征手段对水解产物进行了表征，证明了胶体粒子的存在弄清了F e C l 3 和F e C l 2 水 溶液系统求辩静筑襻。 以F e C l 3 、F e C l 2 、N I - h O H 、油酸、油酸钠、S D 0 3 表面活性剂、M N 表面活性剂等为原 辩，逶遥恁孥莛潺淀法制蘩了承藻帮柴演基绣涞F e 3 0 4 磁浚滚嚣，对裁螯遘程孛各耪实验参 数进行了系统研究，
4、反复调整工艺过程，最终制得性能良好的纳米F e 3 0 4 磁性液体，并总结 出一熬套篱擎餐行、残本低廉、蠖予产渡憩提广、科学合理的剑冬理论。 利用振动磁强计、x 。射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电子衍射、离分辨电镜、红外光 谱、控曼光谖等各耪手段对黢制褥的磁渡进行系统性自g 检测帮表镊。测试积表缓结果袭明， 所制得的磁液具有融好的磁性能、悬浮性和稳定性，纳米磁性粒子细而均匀，主流粒径6 - 8n r n ， 属于欺型的超顺磁性纳米磁性粒子，纳米颗粒包覆曳好，形成了完整的表面活性裁球状弹性 夕卜壳，颗粒缩晶状态良好，品格清晰蕊整。所带得韵磁液具有较高的饱和磁纯强度和起始磁 导率，与已省的国内外
5、同类产品相比，可知所制得的磁液具有优异的性能。 纳米磁瞧液体静镧备过程是十分复杂的，受各耱因素静影响。遥过丈量实骏，对复杂多 变的影响因素进行了系统研究。研究表明，反应前驱体溶液的浓度、表酾活性荆的类型、表 瑟活浚裁的潮量、袭霭活装裁带电符号、N H 4 0 H 滴热速度、N H 4 0 H 潦攘量、褒嚣活犍剂霸 N I - h O H 滴加顺序、搅拌和搅拌方式、洗涤和洗涤方式、超声分散及其操作、溶液离子强度、 表錾滔瞧裁毽覆露籍、剿铸过程审豹氧纯终震、潺淀豹老纯、磁滚婵馕、铡菇过程审豹遗 度、制备工蕊与表面活性剂类型的配合等因素都对磁液的性能产生重要影响，制备过程中应 予以瓷分注意秘综合考感
6、。 纳米磁性液体稳定机制的研究十分厦要，本文从各个角度探讨了影晌磁性液体稳定性的 因素，锝出了一些谢意义鲍绩论。 磁性液体静力学和动力学是其密封应用的藿要鼙础。研究了静密封和动密封条件下磁性 液体受力情况，建立了磁性液体在磁场和压强下的受力模型，并推导出其密封雁差公式，为 磁性液体密封应_ 雨褥供了理论基础。 密封结构中各种参数，如，磁源性能及尺寸、转轴尺寸、密封级数、密封间隙、齿宽、 稽宽、稽深等各参数对密封往能都有重要影确。分褥了各密封结稔参数对密封缱力静影确，罄堡垒j 垒竺塑墼簦箜! ! 查：塞茎翌登塞鉴! ! 鉴窒跫茎 具体设计并制做了一3 0 级密封结构元件，并进行了密封性能实验。结
7、果表明，所制得的磁性 渡转秘历割据的塞封结构均具有较好性姥，可以潢足馒是要袋。讨论了各锋嚣繁对密封能力 的影响。研究成果：通过大量实验、系统表征和深入研究，制缮了性能良好的纳米F e 3 。4 磁性液 体和密封结构元件，对磁襁液体的稳定机制避行了深入探讨，得出了一墅具有替遍指簿意义 的结论，并为磁性液体的广泛应用和产业化推广奠定了良好基础。 绪论： 1 本课题通过溉式化学共沉淀法制备了水基和油基纳米F e 3 0 。磁性液体。经分析测试， 掰裁褥豹磁滚其有受好躲磁洼能、稳定链、较保螽占度，柴 虫罄磁滚莛有较低蒸气莲。 2 经透射电镜、穆斯馕尔谱簿表征，证明磁液中磁性纳米粒子的粒径在8 1 0n
8、 r n ，主流 较经6 * 8 黼，最枣4 髂l 。这是磁滚兵旁嶷驽悬浮性、稳定黢戆徽戏基璐。 3 X 一射线、电子衍射、高分辨电镜研究表明，磁液中磁性纳米粒子为F e 3 0 4 晶体，结晶 状态良好；透过裹分辨鑫揍豫测麓计算英晶搀裳数，结果为：与F e 3 0 4 晶掇掌数吻合较 好，某些数值稍偏低的原因是纳米粉体晶格常数收缩所致。 4 ，离分辨电镜硪究表明，磁滚中纳米磁性粒子具有良好的表麟活性彝球状靓覆层外壳， 包覆层厚度1 * 1 5l l r n ，这为磁液稳定往提供了懿好的弹性彼阻和空间位融。经与未包覆的磁 性纳米粒子比较，诚明表麟活性荆包覆胺对纳米粒子具有稳 定作躅和保护作用，
9、可避免纳米粒子氡纯、品格畸变和产生位错等缺陷。 s 穆斯馕尔谱椁研究袭明，磁液中纳米磁性粒子具有良好的趟顺磁性，这怒磁液具备 系到优异往能豁徽鬣基磷，氇莛箕能移获得广泛应蠲的徽鬣基韬。 6 课题对纳米F e 3 0 4 磁性液体的稳定机制进行了探讨。影响磁液稳定性的主要囡索有： 热力学霞素一范氏力季霉双魄层蓐力；动力学爨索一毒溪运动器重力终羁；滚交攀嚣豢一、戆潆 作用和重力作用：静电稳定作用双电层的弹性作用和浓度反扩散作用；超顺磁性稳定作用 一热运韵憩与嚣磁稳当藏燕运动戆委大；表嚣滔热赛l 包覆瑟懿弹性位嫩稳定作题郡窆阉照 阻稳定作用等。 7 。对磁黢滚体密封势力学积动力学进行了详缨分辑硬必。
10、磁渡羚力学和动力学是其应用 的重嚣基础，通过分析推鼯，建立了磁液密封的静力学模塑和动力学模型，得出了磁场作嗣 予单撼体积上的力、作用予磁性渡体上的体积力、静力学平衡方稔及内部压强公式、极坐标 下旋转轴密封中磁性液体动力学的偏微分方程、磁极两侧填充菲导磁材料时磁性液体静压强、 磁性液体表麟压强麓、静密封和幼密封的密封压差公式等一系列煎要参数，为磁液密封应用 提供了重要的理论纂础。 8 进行了3 0 级密封结构设计，通过密封实验研究，进一步证明所制得的磁液具有良好 静往能，阖辩证葫掰砑镧翡密封都俘缭擒合瑾、密封经裁钱瘫，霹渡滏麓镬簿l 要求。 9 通过课题研究，不仅研制出高质量磁性液体产品，同时研
11、制出简便易行成本低廉科学 合淫弱磁缝液俸铡备工艺疆论，以及将凝潮缮熬磁瞧滚体威功缝纛瘸于爨嚣礤镄豹密懿缝橡 中，为本课蹶的工、业放大和产业化推广作了良好铺垫。 本漂蘧磺究鹣豢义：零课题静磺究兵有较大的科学瑾谂意义，同时慰磁滚体科学技术的 发展和应用舆有巨大的推动作用：紧跟科技前沿；促进纳米技术发展；撼动我豳磁流体研究； 提秀我国磁流体磅宠的国际地位；受磁流体产业化应用打下基础；动态密封等方面应耀液 压系统等；有利于磁性液体在其他方面应用豹研究；为新麓源科学磁流体发电、高空电 离层能量利月等提供借鉴和促进。国家十分重视磁流体科学技术的发展，国家“十五”规划及 “8 6 3 ”规划中纳米发展规翊中
12、对戴作了栩应的簧求。该课题褥蓟山东省重点自然猎学基金静资 助，幽于机掀密封困境的呼唤和国内有识之士的推动以及社会需求与企业家的渴求，磁流体 科学技术有辍在近，L 年内在我国实现产泣纯。因魏该深题舆有较好静应溺前景。关键谲：F e 3 0 4 ，磁往液体，超缀颗粒，柒酒，翱备瑷论，稳定瓿裁，蜜葑珏出末戈学簿士论文 一”_ H _ _ - _ _ _ _ H _ _ n _ _ _ _ w _ _ - 一S t u d yo fP r e p a r a t i o n ，C h a r a c t e r i z a t i o na n dS t a b i l i t yM e c h a
13、n i s mO nS u p e r f i n eF 0 4M a g n e t i cF l u i d sA b s t r a c tN a n o m e t e rm a g n e t i cf l u i di sac o l l o i d a ls o l u t i o nt h a tc o n s i s t so fs t r o n gm a g n e t i cn a n o m e t e rp a r t i c l e sc o a t e dw i t hs u r f a c t a n ta n ds o m ek i n do fb a s
14、el i q u i d I ti sak i n do fm a g n e t i cm a t e r i a li n w h i c ht h en a n o m e t e rm a g n e t i cp a r t i c l e sa r ed i s p e r s e di nb a s el i q u i dh o m o g e n e o u s l y 。I th a sas e r i e so fd i s t i n c t i v ea n de x c e l l e n tp r o p e r t i e st h a to t h e rg
15、e n e r i cm a t e r i a l sa n do t h e rn e wm a t e r i a l sd on o tp o s s e s s ，b e c a u s et h em a g n e t i cf l u i dh a sf l o wa b i l i t ya n ds u p e r - p a r a m a g n e t i s ma sw e l la sm a g n e t i s m 、i to c c u p i e sa ni m p o r t a n tp l a c ei nh i g h t e c hm a t e
16、 r i a l sa n di sw i d e l yu s e di nt h ea r e ao fh i g ha n dn e w - t y p et e c h n o l o g ys u c ha sa v i a t i o na n ds p a c e f l i g h t e l e c t r o n i ct e c h n o l o g y , e n g i n e e r i n ga n d c h e m i c a li n d u s t r y , i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , a n db i o l o g ya n dm e d i c i n e ，e t c P u r p o s eo ft h es t u d y ：S t u d yo nt h ep r e p a
