CN101266861A - 一种不沉淀磁流变液 - Google Patents
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Abstract
一种不沉淀磁流变液，属于自动控制***的伺服工质，由磁性粒子羰基铁粉、活性剂丙三醇、稳定剂黄油组成，三者的体积比为93∶2∶5。将三者按比例放入搅拌器，经搅拌后制备成糊状不沉淀磁流变液。这种磁流变液具有很小的空转力矩，其最大优点是不论搁置多长时间，或用用，停停后，均能保持其不沉淀的性能。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制***的伺服工质，特别涉及一种用于磁流变器件的磁流变液。
背景技术
磁流变液(Magetorheological Fluid)作为一种新型的智能材料，以其对外加磁场的快速响应和较高的力学性能引起了自动控制、机械零件产业的兴趣。由磁流变液组成的磁流变器件已开始在离合器、制动器、无级变速器、减震器、柔性夹具等伺服器件中应用。
目前，磁流变器件的研究重点尚处于磁流变机理、设计方法以及磁流变液的性能阶段。现有磁流变液由电磁材料；活性剂和载体组成其中，电磁材料采用羰基铁粉、还原铁粉或四氧化三铁；活性剂采用丙三醇或油酸；载体采用机油。电磁材料应具有较大的磁感应强度以增大其剪切强度；活性剂应具有较大的吸附力，以分开铁粉，减少铁粉间的撞击；载体的作用是防止铁粉在油中沉淀。由于铁基材料的比重大于7，而载体的比重小于1，因此，当磁流变器件停止工作后，铁粉就会逐渐沉淀，而失去其应有的性能；而成为阻碍磁流变器件发展的关键问题，人们虽想出了在铁粉外包衣，做成蜂窝状等，但效果不大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述磁流变液的缺点，提供一种不沉淀磁流变液。
本发明涉及一种不沉淀磁流变液，该不沉淀磁流变液由磁性粒子羰基铁粉，活性剂丙三醇和稳定剂黄油配制而成，三者的体积比为93∶2∶5。
在配制时，先将羰基铁粉倒在搅拌器内，然后将丙三醇倒到搅拌器内，搅拌15分钟；再倒入黄油，再搅拌15分钟而成。制成的磁流变液属于一种糊状品，它在不受外力时，能保持既有形状不变，但又不是固体，只要轻轻触动，就可以无阻力的改变成任何形状，然后又继续保持新的形状；制成的磁流变液也不是液体，因为它不会自由流动，即使在自重作用下，也不会流动；最关键的特点是在微观上讲，它在较大比重的铁粉重力作用下，铁粉不会在载体中慢慢往下沉淀，而在微观上能保持位置不变。如果从正面表述，可以将它看成一种类固体，当无作用力或作用力很小时，它能稳定住原有形状不变，表现出固体的特性。但当外负荷由零逐渐增大并达到临界值后，这种材料开始变形，但它的临界阻力很小。
本发明是一种不沉淀磁流变液，该不沉淀磁流变液可以用于自动控制领域的伺服工质，尤其用于磁流变器件的工作介质，不论搁置多长时间或使用后停机多长时间，均具有永不沉淀的性能。
当控制电流逐渐增大，磁场强度逐渐增强时，铁基磁性材料开始链接，磁流变液的剪切强度呈比例增大，表现出器件的传输力矩与电流成比例的优良性能。
附图说明
图1为现有磁流变液搁置长时间后，出现沉淀的状态。
图2为本磁流变液在磁场强度为零时，磁性粒子无序排列的状态。
图3为在外加磁场影响下，磁性粒子沿磁力线链状排列的状态。
图中：1，从动输出外套；2，羰基磁性粒子；3，丙三醇粒子；4，黄油；5，主动输入内套。
具体实施方式
下面结合附图及实施实例对本发明作进一步说明：
图1为现有磁流变液器件停机一定时间后，由于羰基磁性粒子2的比重很大，而占较大比例的丙三醇3等比重很小，因此，会出现沉淀，使羰基磁性粒子2因重力下沉，而失去了磁流变液的性能，因此，磁流变器件虽然研究成功了几十年，但始终未见实际采用。
图2示，每粒羰基磁性粒子2粘上黄油4后，它可能随机地粘到羰基磁性粒子2上的活性剂丙三醇3上，也可能粘到从动输出外套1的内壁上，也可能粘到主动输入内套5的内壁上，一经粘到某位置后，由于粒子粘着面积比体积相对较大，其吸附力常常大于粒子下掉的重力，而呈现随机分布状态。
当线圈通电，磁力线垂直通过主动输入内套5和从动输出外套1间的间隙时，羰基磁性粒子2在磁场作用下，自动沿磁力线方向排列成链状，如图3所示。且磁力线具有沿长度方向收缩的趋势，即磁力线将朝最短方向缩短。当磁力线形成后，如主动输入内套5转动时，通过磁力线带动从动输出外套1转动。
经试验，为尽量增大功率传递密度，铁基磁性粒子的体积应达到间隙体积的90％以上。羰基磁性粒子2、丙三醇3、黄油4的配方比为93∶2∶5。产生磁吸引力的羰基磁性粒子2太少，会使输出力矩太小；反之，若太多，会增大空载功率；活性剂丙三醇3是保护铁粉表面，如太少，容易出现碰撞，影响磁流变液的寿命，如太多，会降低传递力矩。黄油4是稳定羰基铁粉的均匀分布，若太少，达不到均匀分布，太多会降低输出力矩。
Claims (3)
1、一种不沉淀磁流变液，由磁性粒子、活性剂和稳定剂组成
其特征是：三者的体积比为93∶2∶5，其中，稳定剂采用黄油配制而成。
2、根据权利要求1所述的不沉淀磁流变液，其特征是：其中磁性粒子为羰基铁粉、还原铁粉或者四氧化三铁粉；活性剂为丙三醇或油酸。
3、根据权利要求1、2所述的不沉淀磁流变液，其特征是该不沉淀磁流变液通过下述方法制备：首先将羰基铁粉93份和丙三醇2份倒入搅拌器中，搅拌15分钟后，再放入黄油5份，再搅拌15分钟，最后即可得到糊状的不沉淀磁流变液。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNA2008100692079A CN101266861A (zh) | 2008-01-04 | 2008-01-04 | 一种不沉淀磁流变液 |
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| CNA2008100692079A CN101266861A (zh) | 2008-01-04 | 2008-01-04 | 一种不沉淀磁流变液 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN101266861A true CN101266861A (zh) | 2008-09-17 |
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| CNA2008100692079A Pending CN101266861A (zh) | 2008-01-04 | 2008-01-04 | 一种不沉淀磁流变液 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN101266861A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101581343B (zh) * | 2009-06-18 | 2011-12-07 | 重庆大学 | 磁胶无级变速器 |
| CN101581345B (zh) * | 2009-06-18 | 2011-12-07 | 重庆大学 | 磁胶制动器 |
| CN101691518B (zh) * | 2009-08-27 | 2012-10-03 | 同济大学 | 以高分子微凝胶作为抗沉降剂的磁流变液及其制备方法 |
| CN105598459A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-25 | 广东工业大学 | 一种基于铁基合金微米线制备磁流变液的方法 |
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2008
- 2008-01-04 CN CNA2008100692079A patent/CN101266861A/zh active Pending
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