JP2018174182A - Magneto-rheological fluid - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an MR fluid achieving both a stable dispersion state and a large MR effect.SOLUTION: A magneto-rheological fluid includes magnetic particles and a dispersion medium to disperse the magnetic particles. The magnetic particles have an average primary particle size of 10 nm or more and 500 nm or less, and form aggregates in the dispersion medium. The aggregates have an average particle size of 15 μm or more and 50 μm or less, and have a percentage of 30 mass% or more and 70 mass% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、磁気粘性流体に関する。   The present disclosure relates to a magnetorheological fluid.

磁気粘性（Magneto Rheological：ＭＲ）流体は、鉄（Ｆｅ）等の磁性粒子をオイル等の分散媒に分散させた流体である。ＭＲ流体は、磁場の作用がない場合には分散媒中に磁性粒子がランダムに浮遊している。ＭＲ流体に外部から磁場を印加すると、磁界の方向に沿って磁性粒子が多数のクラスタを形成し、降伏応力が増大する。このようにＭＲ流体は電気信号によってレオロジー特性又は力学的な性質を容易に制御できる材料であるため、種々の分野への応用が検討されている。現状では自動車向けショックアブソーバー及び建設機械向けシートダンパ等の直動型デバイスとして主に用いられている。   A magnetorheological (MR) fluid is a fluid in which magnetic particles such as iron (Fe) are dispersed in a dispersion medium such as oil. In the MR fluid, when there is no magnetic field effect, magnetic particles are randomly suspended in the dispersion medium. When a magnetic field is applied to the MR fluid from the outside, the magnetic particles form many clusters along the direction of the magnetic field, and the yield stress increases. Thus, since MR fluid is a material whose rheological properties or mechanical properties can be easily controlled by an electric signal, application to various fields is being studied. At present, it is mainly used as a direct-acting device such as shock absorbers for automobiles and seat dampers for construction machinery.

ＭＲ流体において一般的に用いられる磁性粒子は、平均粒子径が数μｍ〜数十μｍのミクロンサイズである。比較的大きな磁性粒子を用いているため、磁場を印加した際にクラスタを形成させることができる。一方、ＭＲ流体は、大きな磁性粒子を用いるため、放置しておくと磁性粒子の沈降によるケーキングが発生してしまうという問題がある。また、磁場の付与と解除とを繰り返すと、磁性粒子が二次凝集して、安定した分散状態を維持できなくなるという問題がある。   Magnetic particles generally used in MR fluid have a micron size with an average particle diameter of several μm to several tens of μm. Since relatively large magnetic particles are used, clusters can be formed when a magnetic field is applied. On the other hand, since MR fluid uses large magnetic particles, there is a problem in that caking occurs due to sedimentation of magnetic particles if left unattended. In addition, when the application and release of the magnetic field are repeated, there is a problem that the magnetic particles are secondarily aggregated and a stable dispersion state cannot be maintained.

安定した分散状態を維持するために、表面改質層を設けたナノサイズの金属粒子を用いることが検討されている（例えば、特許文献１を参照。）。   In order to maintain a stable dispersion state, it has been studied to use nano-sized metal particles provided with a surface-modified layer (see, for example, Patent Document 1).

特開２００９−１１７７９７号公報JP 2009-117797 A

しかしながら、ナノサイズの磁性粒子を用いた場合には、ミクロンサイズの磁性粒子を用いた場合と比べてＭＲ効果が小さくなり、ダイナミックレンジが小さくなるという問題がある。また、二次凝集を防止して、沈降を防ぐために、ナノサイズの磁性粒子であっても表面改質層を設けている。   However, when nano-sized magnetic particles are used, there is a problem that the MR effect becomes smaller and the dynamic range becomes smaller than when micron-sized magnetic particles are used. Moreover, in order to prevent secondary aggregation and to prevent sedimentation, a surface modified layer is provided even for nano-sized magnetic particles.

本開示の課題は、安定した分散状態と、大きなＭＲ効果とが両立する磁気粘性流体を実現できるようにすることである。   An object of the present disclosure is to realize a magnetorheological fluid in which a stable dispersion state and a large MR effect are compatible.

本開示の磁気粘性流体の一態様は、磁性粒子と、磁性粒子を分散させる分散媒とを備え、磁性粒子は、平均一次粒子径が１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、分散媒中において凝集体を形成し、凝集体は、平均粒子径が１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、割合は３０質量％以上、７０質量％以下である。   One aspect of the magnetorheological fluid of the present disclosure includes magnetic particles and a dispersion medium in which the magnetic particles are dispersed. The magnetic particles have an average primary particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less, and aggregates in the dispersion medium. The formed aggregates have an average particle size of 15 μm or more and 50 μm or less, and a ratio of 30% by mass or more and 70% by mass or less.

磁気粘性流体の一態様において、磁性粒子は、マグネタイト粒子又は表面に２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の酸化膜を有する鉄粒子とすることができる。   In one embodiment of the magnetorheological fluid, the magnetic particles can be magnetite particles or iron particles having an oxide film of 2 nm to 10 nm on the surface.

磁気粘性流体の一態様において、磁性粒子は、分散媒中に２体積％以上、５０体積％以下含まれているようにできる。   In one embodiment of the magnetorheological fluid, the magnetic particles can be contained in the dispersion medium in an amount of 2% by volume to 50% by volume.

本開示のクラッチの一態様は、相対回転可能な第１の部材及び第２の部材と、本開示のの磁気粘性流体と、磁気粘性流体に磁場を加える磁場発生部とを備えている。   One aspect of the clutch of the present disclosure includes the first member and the second member that can rotate relative to each other, the magnetic viscous fluid of the present disclosure, and a magnetic field generation unit that applies a magnetic field to the magnetic viscous fluid.

本開示の磁気粘性流体によれば、安定した分散状態と、大きなＭＲ効果とを両立させることができる。   According to the magnetorheological fluid of the present disclosure, it is possible to achieve both a stable dispersion state and a large MR effect.

磁性粒子の製造装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of a magnetic particle. 沈降特性を示すグラフである。It is a graph which shows a sedimentation characteristic.

本実施形態の磁気粘性（ＭＲ）流体は、磁性粒子と、分散媒とを備えている。磁性粒子は、平均一次粒子径が１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の金属粒子である。平均一次粒子径は、この範囲であればよいが、製造の容易さの観点から、好ましくは３０ｎｍ以上、より好ましくは９０ｎｍ以上であり、沈降を生じにくくする観点から、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。なお、平均一次粒子径は、実施例において示す方法により測定することができる。   The magnetorheological (MR) fluid of this embodiment includes magnetic particles and a dispersion medium. The magnetic particles are metal particles having an average primary particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less. The average primary particle diameter may be in this range, but from the viewpoint of ease of production, it is preferably 30 nm or more, more preferably 90 nm or more, and from the viewpoint of preventing precipitation, preferably 300 nm or less, more preferably Is 200 nm or less. In addition, an average primary particle diameter can be measured by the method shown in an Example.

金属粒子は、磁化可能であれば特に制限はないが、中でも軟磁性材料が好ましい。軟磁性材料とは、磁場が印加されていない状態では磁石とならない材料であり、具体的には保磁力が１００Ｏｅ〜３００Ｏｅ程度である。金属粒子の具体例としては、鉄、コバルト及びニッケル、並びにパーマロイ等の合金を挙げることができる。中でも、二価の鉄と三価の鉄とを含む複合酸化物であるマグネタイト及びアークプラズマ法により形成した鉄粒子は、好適な粒子径のものが容易に得られるため好ましい。アークプラズマ法による鉄粒子の形成は、例えば実施例において述べる方法により行うことができる。   The metal particles are not particularly limited as long as they can be magnetized, but among them, a soft magnetic material is preferable. The soft magnetic material is a material that does not become a magnet when a magnetic field is not applied, and specifically has a coercive force of about 100 Oe to 300 Oe. Specific examples of the metal particles include iron, cobalt, nickel, and alloys such as permalloy. Among these, magnetite, which is a composite oxide containing divalent iron and trivalent iron, and iron particles formed by an arc plasma method are preferable because those having a suitable particle size can be easily obtained. The formation of iron particles by the arc plasma method can be performed, for example, by the method described in Examples.

磁性粒子は、分散媒中において凝集し塊状の二次粒子を形成している。ここでいう「塊状」とは、棒状又は鎖状のように一つの軸に沿って粒子が配列されているのではなく、複数の粒子が一つのブロック状に集合していることを意味する。   The magnetic particles are aggregated in the dispersion medium to form massive secondary particles. The term “agglomerated” as used herein means that the particles are not arranged along one axis like a rod or a chain, but a plurality of particles are gathered in one block.

凝集体である二次粒子は、平均粒子径１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは２５μｍ以上で、５０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下である。また、ＭＲ流体に占める凝集体の割合は、以上、２０質量％以上、好ましくは３０質量％以上で、８０質量％以下、好ましくは７０質量％以下である。このようなサイズの二次粒子を、このような割合で含んでいることにより、大きなＭＲ効果と、低速低回転においても安定した粘度変化を発現させることができる。なお、二次粒子の粒子径及び割合は実施例において示す方法により測定することができる。   The secondary particles that are aggregates have an average particle diameter of 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 25 μm or more, and 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 35 μm or less. The ratio of the aggregates in the MR fluid is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less. By including the secondary particles of such a size in such a ratio, a large MR effect and a stable viscosity change can be expressed even at low speed and low rotation. In addition, the particle diameter and ratio of a secondary particle can be measured by the method shown in an Example.

ＭＲ流体は、粒子サイズによって磁場に対する応答性が異なることや、磁場を印加した際のクラスタの形成状態によりＭＲ効果の大きさが変化することが知られており、一般的には粒子径が小さくなるほどＭＲ効果が小さくなる。本実施形態のＭＲ流体においては、分散媒中においてナノサイズの１次粒子が凝集体となり、その２次粒子がミクロンサイズの１次粒子のようにふるまうため、大きなＭＲ効果が得られる。一方、二次粒子は全体のサイズが大きくとも完全に一つの粒子というわけではなく、凝集体間に隙間もあり、密度としてもミクロンサイズの粒子と比較して小さくなるため、同じサイズの一次粒子と比べて分散安定性に優れている。また、磁場を印加した際に、二次粒子と一次粒子とによりクラスタが形成されるため、大きな粒子のみの場合と比べて滑り現象が生じにくく、低速低回転においても安定したトルク制御が可能となる。   MR fluids are known to have different responsiveness to a magnetic field depending on the particle size, and the magnitude of the MR effect varies depending on the cluster formation state when a magnetic field is applied. The MR effect becomes smaller as the time elapses. In the MR fluid of the present embodiment, nano-sized primary particles become aggregates in the dispersion medium, and the secondary particles behave like micron-sized primary particles, so that a large MR effect is obtained. On the other hand, secondary particles are not completely one particle even if the overall size is large, and there are gaps between the aggregates, and the density is smaller than that of micron-sized particles. Is superior in dispersion stability. In addition, when a magnetic field is applied, clusters are formed by secondary particles and primary particles, so slipping is less likely to occur than when only large particles are used, and stable torque control is possible even at low speeds and low rotations. Become.

分散媒は、磁性粒子混合体を分散させることができる液体であればどのようなものであってもよい。例えば、シリコーンオイル、フッ素オイル、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）、パラフィン、エーテル油、エステル油、鉱物油、植物性油又は動物性油等を用いることができる。また、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びエーテル類等の有機溶媒又はエチルメチルイミダゾリウム塩、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム塩及び１−メチルピラゾリウム塩等に代表されるイオン性液体（常温溶融塩）類等を用いることもできる。これは、単独で用いることも２種類以上を組み合わせて用いることもできる。なお、水、エステル類又はアルコール類等を分散媒とすることも可能である。   The dispersion medium may be any liquid as long as it can disperse the magnetic particle mixture. For example, silicone oil, fluorine oil, polyalphaolefin (PAO), paraffin, ether oil, ester oil, mineral oil, vegetable oil or animal oil can be used. In addition, organic solvents such as toluene, xylene, hexane, and ethers, or ionic liquids represented by ethylmethylimidazolium salt, 1-butyl-3-methylimidazolium salt, 1-methylpyrazolium salt, etc. Molten salts) and the like can also be used. These can be used alone or in combination of two or more. It is also possible to use water, esters or alcohols as the dispersion medium.

磁性粒子の分散媒に対する濃度（体積分率）は、ＭＲ流体としての機能を発揮させる観点から２体積％（vol％）以上とすることが好ましく、５vol％以上とすることがより好ましい。また、ＭＲ流体の基底粘度を抑える観点からは、５０vol％以下とすることが好ましく、３０vol％以下とすることがより好ましい。   The concentration (volume fraction) of the magnetic particles with respect to the dispersion medium is preferably 2% by volume (vol%) or more, more preferably 5% by volume or more from the viewpoint of exerting the function as the MR fluid. Moreover, from a viewpoint of suppressing the base viscosity of MR fluid, it is preferable to set it as 50 vol% or less, and it is more preferable to set it as 30 vol% or less.

磁気粘性流体には、所望の各種特性を得るために、界面活性剤及び分散剤等の各種の添加剤を添加することができる。   Various additives such as a surfactant and a dispersant can be added to the magnetorheological fluid in order to obtain various desired properties.

本実施形態において、分散媒中において好適な二次粒子を形成させる観点から、磁性粒子の表面に分散を促進するための改質層を設ける必要はない。但し、凝集による二次粒子の形成を促進するような改質層を設けてもよい。また、アークプラズマ法により形成した鉄粒子の場合には、表面に厚さが２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の自然酸化膜が形成される。このような自然酸化膜が存在していても、二次粒子を形成することができる。   In this embodiment, from the viewpoint of forming suitable secondary particles in the dispersion medium, it is not necessary to provide a modified layer for promoting dispersion on the surface of the magnetic particles. However, a modified layer that promotes the formation of secondary particles by aggregation may be provided. In the case of iron particles formed by the arc plasma method, a natural oxide film having a thickness of about 2 nm to 10 nm is formed on the surface. Even if such a natural oxide film exists, secondary particles can be formed.

一次粒子の形状は、塊状の二次粒子を形成できれば特に限定されないが、球状粒子とすることができる。球状の粒子とすることにより、塊状の凝集体の形成が容易となる。   The shape of the primary particles is not particularly limited as long as massive secondary particles can be formed, but can be spherical particles. By using spherical particles, it is easy to form a massive aggregate.

本実施形態のＭＲ流体は、二次粒子の解砕が促進されない条件で、磁性粒子を分散媒中に分散させることにより製造することができる。具体的に、磁性粒子と分散媒とをへら、回転羽根式等の攪拌装置又はホモジナイザー等を用いて混合することができる。例えば攪拌装置を用いて混合する場合には、印加する遠心力を、二次粒子の解砕が促進されないようにする観点から、好ましくは１０００Ｇ以下、より好ましくは５００Ｇ以下とする。磁性粒子を分散媒中に分散させる観点から、好ましくは５Ｇ以上、より好ましくは１０Ｇ以上とする。   The MR fluid of the present embodiment can be produced by dispersing magnetic particles in a dispersion medium under the condition that crushing of secondary particles is not promoted. Specifically, the magnetic particles and the dispersion medium can be mixed using a spatula, a stirring device such as a rotary blade, a homogenizer, or the like. For example, when mixing using a stirrer, the applied centrifugal force is preferably 1000 G or less, more preferably 500 G or less from the viewpoint of preventing the secondary particles from being crushed. From the viewpoint of dispersing the magnetic particles in the dispersion medium, it is preferably 5 G or more, more preferably 10 G or more.

本実施形態のＭＲ流体は、ＭＲ流体が用いられる通常の用途に用いることができる。また、安定性が高く、大きなＭＲ効果が得られると共に、低速低回転でも安定した粘性変化を発現させることができるため、特に精密制御が求められるクラッチ・ブレーキのような回転型のトルク伝達デバイス等の用途に用いることができる。   The MR fluid of this embodiment can be used for normal applications in which MR fluid is used. In addition, because it has high stability, a large MR effect is obtained, and a stable viscosity change can be exhibited even at low speeds and low revolutions, a rotary torque transmission device such as a clutch or brake that requires particularly precise control, etc. It can be used for

以下に、実施例を用いてＭＲ流体の特性についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the characteristics of the MR fluid will be described in more detail using examples.

＜磁性粒子＞
図１に示す装置Ａの容器１３内に、水素及びアルゴンの混合気体を満たして大気圧とした。水素及びアルゴンの分圧はそれぞれ、０．５ａｔｍとした。直流電源１４により、タングステンからなるプラズマトーチ１１（陰極）と、水冷銅ハース１２の上に載置した金属材料２１（陽極）との間に４０Ｖで１５０Ａの電流を供給することにより、アークプラズマ１８を発生させ、鉄粒子を生成させた。金属材料２１として、純鉄（純度９９．９８％：アルドリッチ社製）を用いた。鉄粒子の生成速度は０．８ｇ／ｍｉｎ程度であった。生成した鉄粒子は、ガス循環ポンプ１５を用いて、粒子捕集容器１６内に捕集した。 <Magnetic particles>
The container 13 of the apparatus A shown in FIG. 1 was filled with a mixed gas of hydrogen and argon to be atmospheric pressure. The partial pressures of hydrogen and argon were 0.5 atm, respectively. By supplying a current of 150 A at 40 V between the plasma torch 11 (cathode) made of tungsten and the metal material 21 (anode) placed on the water-cooled copper hearth 12 by the DC power source 14, the arc plasma 18 To generate iron particles. As the metal material 21, pure iron (purity 99.98%: manufactured by Aldrich) was used. The production rate of iron particles was about 0.8 g / min. The produced iron particles were collected in a particle collection container 16 using a gas circulation pump 15.

鉄粒子を生成した後、容器１３及び粒子捕集器１６内をアルゴンを５％含むドライエア（窒素８０％、酸素２０％）雰囲気として、３時間放置した。これにより、鉄粒子の表面に厚さが２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の酸化膜が形成された。なお、酸化膜の形成は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察した。放置時間が３時間を超えても酸化膜の膜厚はほとんど変化しなかった。   After producing the iron particles, the inside of the container 13 and the particle collector 16 was left in a dry air atmosphere (nitrogen 80%, oxygen 20%) containing 5% of argon for 3 hours. Thereby, an oxide film having a thickness of about 2 nm to 10 nm was formed on the surface of the iron particles. The formation of the oxide film was observed with a transmission electron microscope (TEM). Even when the standing time exceeded 3 hours, the film thickness of the oxide film hardly changed.

得られた磁性粒子の平均一次粒子径は、１０８ｎｍであった。なお、平均粒子径はＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）法により求めた。   The average primary particle diameter of the obtained magnetic particles was 108 nm. The average particle diameter was determined by the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method.

＜二次粒子径＞
分散媒中における磁性粒子凝集体の粒子径及び割合は、以下のようにして測定した。まず、磁性粒子を所定の条件で分散媒中に分散させて作成したＭＲ流体をスライドグラス上に塗布し、観察視野内に存在する１０μｍ以上の粒子について、粒径及び個数をレーザ顕微鏡（ＶＫ−Ｘ２００ ＫＥＹＥＮＣＥ製）を用いて計測した。観察視野は、約０．０１５４ｃｍ²であった。凝集体の個数と粒子径の平均値との積を凝集体質量とし、凝集体割合は、凝集体割合（質量％）＝凝集体質量／塗布した質量×１００として求めた。 <Secondary particle size>
The particle diameter and ratio of the magnetic particle aggregate in the dispersion medium were measured as follows. First, an MR fluid prepared by dispersing magnetic particles in a dispersion medium under a predetermined condition is applied on a slide glass, and the particle size and number of particles of 10 μm or more existing in the observation field of view are measured with a laser microscope (VK−). X200 KEYENCE made). The observation visual field was about 0.0154 cm ² . The product of the number of aggregates and the average value of the particle diameters was defined as aggregate mass, and the aggregate ratio was determined as aggregate ratio (% by mass) = aggregate mass / coated mass × 100.

＜せん断応力＞
ＭＲ流体のせん断応力の測定には、磁場印加装置（英弘精機製：ＭＲ−１０１Ｎ）を組み込んだ高精度レオメータ（ＨＡＡＫＥ社製：レオストレス６０００）を用いた。平板の間隔は２５０μｍとした。 <Shear stress>
For the measurement of the shear stress of the MR fluid, a high-accuracy rheometer (manufactured by HAAKE: Rheo Stress 6000) incorporating a magnetic field applying device (manufactured by Eihiro Seiki: MR-101N) was used. The interval between the flat plates was 250 μm.

＜沈降特性＞
沈降特性は、沈降層高さ率により評価した。沈降層高さ率は、ＭＲ流体を容器に入れて静置し、所定の時間経過後の全体の高さ及び上澄み部分の高さを測定し、沈降層高さ率（％）＝（全体の高さ−上澄み部分の高さ）／全体の高さ×１００として求めた。 <Sedimentation characteristics>
The sedimentation characteristics were evaluated by the sediment layer height ratio. The sediment layer height ratio is determined by placing the MR fluid in a container and allowing it to stand, and measuring the total height and the height of the supernatant after a predetermined period of time. The sediment layer height ratio (%) = (total Height-height of the supernatant portion) / total height x 100.

（実施例１）
得られた磁性粒子をシリコーンオイル（信越化学工業、KF96-50CS）中に２５vol％となるように分散させた。分散させる際には、回転式の攪拌装置を用い、遠心力が２２０Ｇとなるように制御した。凝集体の平均粒径は３４μｍであり、凝集体割合は６０％であった。磁場を印加していない場合のせん断応力は１７５Ｐａであり、０．５Ｔの磁場を印加した場合のせん断応力は２１３９０Ｐａであった。 Example 1
The obtained magnetic particles were dispersed in silicone oil (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KF96-50CS) so as to be 25 vol%. When dispersing, a rotary stirrer was used to control the centrifugal force to be 220G. The average particle size of the aggregates was 34 μm, and the aggregate ratio was 60%. The shear stress when no magnetic field was applied was 175 Pa, and the shear stress when 0.5 T magnetic field was applied was 21390 Pa.

（実施例２）
磁性粒子を分散させる際の遠心力を１００Ｇとなるように制御した以外は、実施例１と同様にした。凝集体の平均粒径は２７μｍであり、凝集体割合は４０％であった。磁場を印加していない場合のせん断応力は１７２Ｐａであり、０．５Ｔの磁場を印加した場合のせん断応力は２１７７０Ｐａであった。 (Example 2)
Example 1 was performed except that the centrifugal force when dispersing the magnetic particles was controlled to be 100G. The average particle size of the aggregates was 27 μm, and the aggregate ratio was 40%. The shear stress when no magnetic field was applied was 172 Pa, and the shear stress when a 0.5 T magnetic field was applied was 21770 Pa.

（比較例１）
磁性粒子を分散させる際の遠心力を１０Ｇとなるように制御した以外は、実施例１と同様にした。凝集体の平均粒径は６０μｍであり、凝集体割合は９０％であった。磁場を印加していない場合のせん断応力は２１２Ｐａであり、０．５Ｔの磁場を印加した場合のせん断応力は２９２７０Ｐａであった。 (Comparative Example 1)
Example 1 was performed except that the centrifugal force when dispersing the magnetic particles was controlled to be 10G. The average particle diameter of the aggregate was 60 μm, and the aggregate ratio was 90%. The shear stress when no magnetic field was applied was 212 Pa, and the shear stress when a 0.5 T magnetic field was applied was 29270 Pa.

（比較例２）
磁性粒子を分散させる際の遠心力を１３００Ｇとなるように制御した以外は、実施例１と同様にした。凝集体の平均粒径は１６μｍであり、凝集体割合は１０％であった。磁場を印加していない場合のせん断応力は９３Ｐａであり、０．５Ｔの磁場を印加した場合のせん断応力は１９６１０Ｐａであった。 (Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the centrifugal force when dispersing the magnetic particles was controlled to 1300 G. The average particle size of the aggregates was 16 μm, and the aggregate ratio was 10%. The shear stress when no magnetic field was applied was 93 Pa, and the shear stress when a 0.5 T magnetic field was applied was 19610 Pa.

（比較例３）
平均粒子径２μｍのカルボニル鉄粒子を用いた以外は、比較例２と同様にした。磁場を印加していない場合のせん断応力は１０Ｐａであり、０．５Ｔの磁場を印加した場合のせん断応力は２７０００Ｐａであった。 (Comparative Example 3)
Comparative Example 2 was performed except that carbonyl iron particles having an average particle diameter of 2 μm were used. The shear stress when no magnetic field was applied was 10 Pa, and the shear stress when a 0.5 T magnetic field was applied was 27000 Pa.

表１に各実施例及び比較例について製造条件及び測定結果を示す。凝集体の粒子径及び割合を制御することにより、磁場を印加していない場合のせん断応力の上昇を抑えつつ、磁場を印加した場合のせん断応力を大きくすることができる。   Table 1 shows manufacturing conditions and measurement results for each of the examples and comparative examples. By controlling the particle size and ratio of the aggregates, it is possible to increase the shear stress when a magnetic field is applied while suppressing an increase in shear stress when no magnetic field is applied.

図２には、実施例１及び比較例３のＭＲ流体の沈降特性を示している。凝集体を多く含む実施例１のＭＲ流体は、ミクロンサイズの粒子のＭＲ流体と比べて良好な沈降特性を示した。   FIG. 2 shows the sedimentation characteristics of the MR fluids of Example 1 and Comparative Example 3. The MR fluid of Example 1 containing a large amount of aggregates showed better sedimentation characteristics than the MR fluid with micron-sized particles.

本開示のＭＲ流体は、安定した分散状態と、大きなＭＲ効果とを両立させることができ、ＭＲ流体として有用である。   The MR fluid of the present disclosure can achieve both a stable dispersion state and a large MR effect, and is useful as an MR fluid.

１１ プラズマトーチ
１２ 水冷銅ハース
１３ 容器
１４ 直流電源
１５ ガス循環ポンプ
１６ 粒子捕集器
１６ 粒子捕集容器
１８ アークプラズマ
２０ 酸素
２１ 金属材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Plasma torch 12 Water-cooled copper hearth 13 Container 14 DC power supply 15 Gas circulation pump 16 Particle collector 16 Particle collection container 18 Arc plasma 20 Oxygen 21 Metal material

Claims (4)

磁性粒子と、
前記磁性粒子を分散させる分散媒とを備え、
前記磁性粒子は、平均一次粒子径が１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、前記分散媒中において凝集体を形成し、
前記凝集体は、平均粒子径が１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、割合は３０質量％以上、７０質量％以下である、磁気粘性流体。 Magnetic particles,
A dispersion medium for dispersing the magnetic particles,
The magnetic particles have an average primary particle diameter of 10 nm or more and 500 nm or less, and form aggregates in the dispersion medium,
The agglomerate has an average particle size of 15 μm or more and 50 μm or less, and a ratio is 30% by mass or more and 70% by mass or less. 前記磁性粒子は、マグネタイト粒子又は表面に２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の酸化膜を有する鉄粒子である、請求項１に記載の磁気粘性流体。   The magnetorheological fluid according to claim 1, wherein the magnetic particles are magnetite particles or iron particles having an oxide film of 2 nm or more and 10 nm or less on the surface. 前記磁性粒子は、前記分散媒中に２体積％以上、５０体積％以下含まれている、請求項１又は２に記載の磁気粘性流体。   The magnetorheological fluid according to claim 1 or 2, wherein the magnetic particles are contained in the dispersion medium in an amount of 2% by volume to 50% by volume. 相対回転可能な第１の部材及び第２の部材と、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気粘性流体と、
前記磁気粘性流体に磁場を加える磁場発生部とを備えている、回転型のトルク伝達デバイス。 A first member and a second member capable of relative rotation;
Magnetorheological fluid according to any one of claims 1 to 3,
A rotary torque transmission device comprising: a magnetic field generation unit that applies a magnetic field to the magnetorheological fluid.

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