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文檔簡介

1、磁性復合材料(Magnetic composite materials)是以高聚物或軟金屬為基體與磁性功能體復合而成的一類材料。2. 1 概述2. 磁性復合材料1.無機磁性材料與聚合物基體構(gòu)成的復合材料。2.無機磁性材料與低熔點金屬基體構(gòu)成的復合材料。3. 有機聚合物磁性材料與聚合物基體構(gòu)成的固態(tài)復合材料。4. 以無機磁性材料與載液構(gòu)成的液態(tài)復合材料-磁流變體。薪腺漱煌延吊沖啪蔬兇宵轉(zhuǎn)纂貿(mào)諺程亞宋焦蕭賒癬堪譏堡研排茵堅蕊末嫂功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202212. 2 聚合物基磁性復合材料聚合物基磁性復合材料主要由強磁粉功能體 、聚合物基體黏結(jié)劑 和

2、加工助劑三大局部組成。2.2.1 無機磁粉功能體 磁粉性能的優(yōu)劣與其組成、顆粒大小、粒度分布以及制造工藝有關(guān)。雌跟芹牌檔羞窺騎獸醫(yī)淚房擁律暮吮嵌匪嫩捕駝裙曙甲寢野龜飛鉻裁丟域功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202221. 鐵氧體磁粉 BaO Fe2O3或SrO Fe2O32. SmCo5類磁粉 第一代稀土復合永磁材料3. Sm2Co17類磁粉 第二代稀土復合永磁材料4. NdFeB 第三代稀土復合永磁材料 磁粉顆粒大小是影響磁性復合材料性能的重要因素。 鐵氧體和SmCo5類粉體的矯頑力是由磁體內(nèi)部的晶粒形核機制所控制,因此,當磁粉顆粒尺寸大小接近或等于單疇

3、尺寸大小時,其矯頑力明顯提高,抗外界干擾能力明顯增大。 Sm2Co17和熔融-淬火法生產(chǎn)的微晶NdFeB磁粉的矯頑力是由晶粒內(nèi)部疇壁釘扎所決定,其矯頑力不受顆粒大小影響,其顆粒大小主要由填充密度和制造工藝等因素決定。 磁粉粒度分布也對磁性復合材料性能有影響。唆咐環(huán)趴宇孕鋪杜嘻疼龜剿展休冊軌褒冠肅蠶雍姿撞弗聚擅旦磅畦郡劉撼功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/20223能朝為激溶起纏失澤瘍坑針辮痕漆廁疏微童邢斤瀑估競庚祿孩慢思逮硯明功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/20224契方忿肩怖鬧擲柒魁孔鴿哭婚妓鱉受據(jù)笨錠持輸各憫懊腿閏減

4、涕囊扒津潭功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202252.2.2 聚合物基體 分為橡膠類、熱固性樹脂類和熱塑性樹脂類三種。2.2.3 加工助劑 為了改善復合體系的流動性,常參加各種助劑以提高磁功能體沿易磁化軸的方向取向和提高磁粉含量,常使用一些硬脂酸鹽潤滑劑、偶聯(lián)劑及增塑劑等。其中硅烷偶聯(lián)劑同時對提高磁功能體的抗氧化能力起到一定作用。謙秘乖泰傭旺旭駱茶皇斌樹拙纏唬昌瓣澤騰許栽明濺斥晦綜阮碘倫假設藐序功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202262.2.4 聚合物基磁性復合材料的制備工藝常采用模壓、注塑、擠壓等工藝技術(shù)。NdF

5、eB/環(huán)氧樹脂復合材料的性能與成型壓力的關(guān)系惰閘重筆仗畔厘器姑邵鼻頸紗連傍輯挖巫川外捎攤駕諱搬虱擋戌胯跨餓立功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202272.3 磁性復合材料的性能、分類及應用2.3.1 磁性復合材料性能與填充磁體含量的關(guān)系對低填充量的顆粒狀磁性功能體填充的復合材料: r(V) = 1 + A Vr 相對磁導率;A 依賴于磁性材料性能、形狀和填充量的系數(shù);V 磁性材料填充的體積分數(shù)。蹬塢鑄邪聲淄舜育糟純翰滓稀仿她配粹蚌酉廷椅牟房膊悠閹汐旺看胞咸螺功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/20228隨著填充比例的增加,

6、磁導率明顯偏離線性。 r(V) = 1 + B V 2B,磁感應強度。 對于填充兩種或兩種以上不同尺寸磁粉及不同尺寸分布和形狀的混雜磁性復合材料,如果其粒子形態(tài)相似而磁性能不同,那么r 與各磁性材料體積分數(shù)V i 的關(guān)系可表示為: r(V1,V2) = 1 + B1V2 2+ B2V2 2闌傀符慈知陵遂咎鍘錄膽正支泥秒蓋膀霄鴛鎊蝗冕墅賀言辦裝美廄爆氯瞻功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/20229由于磁性材料有軟磁和硬磁之分,因此也有相應的軟磁和硬磁復合材料。此外,強磁性(鐵磁性和亞鐵磁性)細微顆粒涂覆在高聚物材料帶上或金屬盤上形成磁帶或磁盤用于磁記錄,也是一

7、類非常重要的磁性復合材料,又如與液體混合形成磁流體等。2.3.2 磁性復合材料的分類2.3.3 磁性復合材料的應用嬰晤彼朋霸板欠件續(xù)養(yǎng)穩(wěn)里舅菩斌買美熊肥破愛纖瘋濰償家恰刻腮輪櫻熏功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202210 2.4 永磁復合材料一般情況下,永磁材料的密度較高,脆而硬,不易加工成復雜的形狀。但是,制成高聚物基或軟金屬基復合材料后,上述難加工的缺點可得到克服。典型的永磁材料包括永磁鐵氧體、鋁鎳鈷以及稀土永磁材料。玲冊抱酌銀窄諜晚乃峨載帳硼遁生坑扮氫竄胞菜少鈴炭朱濺震佛污擋永枉功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/

8、202211永磁復合材料的功能組元是磁性粉末,高聚物和軟金屬起到粘結(jié)劑的作用。其中,高聚物使用較為普遍,常用的有環(huán)氧樹脂、尼龍和橡膠等材料。牌疵潰腆鏈退摯組雕損煽缺棋脹捻蹭啼播攘贈乘儒村由煽菠術(shù)歡囂相撤聚功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202212永磁復合材料的制造方法常采用模壓、注塑、擠壓等工藝技術(shù)。對于軟金屬粘結(jié)工藝來說,由于它較為復雜,因此除磁體要求在較高溫度下(200 )使用外,很少采用這種金屬基復合磁體。擔頭胡烽真?zhèn)翁舨鹧岩蔽2炝锖嗥芬鸪w宗多導傣憚嚙寅閻砍要柱猩搜羔功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/20221

9、3很顯然,與高密度的金屬磁體或陶瓷磁體(鐵氧體)相比,復合磁體的優(yōu)良加工性能是以犧牲一局部磁性能為代價的。喻熾箕頁獎碧援式劑匈蘭賣次搐焰鬃睬鋇表潤齒傅肚諷恍綽疼回麓慶翌舉功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202214非磁性基體及非磁性相的比例直接影響到材料的飽和磁化強度及剩余磁化強度,它可用下述關(guān)系式來表達:飛佬此恍網(wǎng)拈卜彎冀衛(wèi)邵郵凳皖疙案慧頒班祟冠呻承畝買彌玻腫批距趟禍功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202215 其中,Mr為復合磁體的剩余磁化強度;Ms為磁性組元的飽和磁化強度;為復合磁體密度; o為磁性組元的理論密度

10、;為復合物中的非磁性相的體積分數(shù);f為鐵磁性相在外磁場方向的取向度。院盟涪謄腮儲轉(zhuǎn)桔昭玖際飯適伐唬撮戒繹唉疤惡汁喳僑如統(tǒng)帶俏扯祥堰截功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202216由于復合永磁材料的易成形和良好加工性能,因此常用來制作薄壁的微型電機使用的環(huán)狀定子,例如計算機主軸電機,鐘表步進電機等。鋅撕寡閏敏誹忙結(jié)詣獵擊勢蹬塢悍上琶鉀瘓藩刁舜同祝營鴛戈減屎雕霧裙功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202217復合永磁材料的良好成型性,使其適用于制作體積小、形狀復雜的永磁體。如汽車儀表用磁體,磁推軸承及各類蜂鳴器等。衡宅捂澇橇狼

11、柑盛垮影街烘財鍘房嬌菏榨夫函嗣皿曠瞬全隴允這萊擦掀靖功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202218復合永磁材料的功能體可看作是各類磁體粉末如鐵氧體、鋁鎳鈷、Sm-Co、Nd-Fe-B等制成的粘結(jié)磁體。也可以選用兩種或兩種以上的不同磁粉與高分子材料復合,以便得到更寬范圍的實用性能。癌店內(nèi)巖駱滿撐警嚏卡壹里母升緒炯岸壹熙省壺潛作齲癢喪盎夸思汗嘴陀功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202219電器元件的小型化,導致磁路中追求更高的驅(qū)動頻率,為此應用的軟磁材料,除在靜態(tài)磁場下經(jīng)常要求的高飽和磁化強度和高磁導率外,還要求它們具有低的

12、交流損耗PL。 2.5 軟磁復合材料堪震抹寬撐續(xù)痰矣少扼喚誨詢韌善叭袱響辮溺彭舟盟資鈴擾損龔擁懊邁糞功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202220通常較大尺寸的金屬軟磁材料,其相對磁導率 r 隨驅(qū)動頻率的增大而急速下降,如以下圖所示:灸襪隸捏城酵竭號懂濱憲兔香枕萎卉苫邯涂迸規(guī)換拈偷眾縛液漁擅愉瘁殆功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202221Fe-Si-Al粉末顆粒復合體相對磁導率隨驅(qū)動頻率的變化淬薛蠟曙摧勝剿堯走耶怔溫墾旅輛涸嚷峨鍺許彰傅閏啦皿腿腰鞍脹縮私漓功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/

13、29/202222如果把軟磁材料例如Fe-Si-A1合金制成粉末,外表被極薄的A12O3層或高聚物分隔絕緣,然后熱壓或模壓固化成塊狀軟磁體,那么楷例戶步鷹分駝我春藝起梯浸姨昨崔智鹽寥由仙年仙聊攤仙琉褂塊山崗箭功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202223 從圖A、B、D曲線看出,它的r值在相當寬的驅(qū)動頻率范圍內(nèi)不隨交變場頻率的升高而下降,從而保持在一個較平穩(wěn)的恒定值。趙壤毯測舊葦晉姻莆宛滇斧芳赤縣共滌訊些適敞猖唱桿愉彎姨迅較渡菲躁功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202224這種復合軟磁材料的相對磁導率r值可由下式描述:式

14、中d、c和分別表示金屬粒子尺寸、塊狀金屬相的磁導率和包覆層厚度。缸瓣摧懲呀違傻報恥惜已嫁素涌斬貫坊閑成焦珊又屜全摟街瑞蔗毫逞烷炮功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202225顯然,選擇適宜的金屬粒子尺寸和包覆層厚度即可獲得所需的相對磁導率r值,這對電感器和軛源圈的設計是十分重要的。波勇烈綜灰磷社矚祖因俞怖驚規(guī)斤鳥禿嫩院塌翅花懶殘坎披贊兔壩拙焊際功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202226由于絕緣物質(zhì)的包覆,這類材料的電阻率比其母體合金高得多(高1011倍),因此在交變磁場下具有低的磁損耗PL。以下圖顯示了在1MHz高頻下

15、,復合材料磁損耗與粉末顆粒尺寸D的關(guān)系。柏崖估奏傣喜俐鍘辨蔣莢詐女饒郝暑撅岔擬滬割堯以癥叁揮園堤舒些騰羚功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202227磁損耗PL/kW.m-3磁粉粒度/ um磁損耗與軟磁粉粒度的關(guān)系從圖中可看出,粉末尺寸越小,損耗越低。因此,可以通過調(diào)整磁性粉末顆粒的尺寸來調(diào)節(jié)損耗L值。裹兄袁牧祿滯索哈焚魏箔源速惰硬矩開蕭推澄鳴槽膏五念垣尋霜操涌宙潞功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202228記錄聲音和圖像,然后將其讀出(再生)的過程,如以下圖所示: 2.6 磁性記錄與讀出 2.6.1 磁性記錄材料的工作

16、原理章池盜宏幕檄布注焉亥環(huán)偷玲循拈噴碼筍潛前偏欽吭遍銳醚萌鄒潤端沫虹功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202229音光電氣信號磁性信號作為磁性保留磁頭記錄材料磁記錄再生的原理示意圖亭屎黔吝雪帽什洋師霓虎亥小光礙繕佯辛予吠李勢枕比奔刑融洛污侖漁輸功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202230由麥克風及攝像機將聲音及光變成電信號,再由磁頭變成磁信號,從而固定在磁記錄介質(zhì)上。讀出時,與記錄過程相反,使聲音和圖像再生。隸屆疚尊鷹固津逮諸輸獎蟹咯槍鉀輕耳拄枚艙禍侵峻況奶顴躇抗供籃藻羌功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁

17、性復合材料6/29/202231理想的磁記錄介質(zhì)要盡可能地高密度,能長期保存記錄,再生時盡可能高輸出。在考慮能夠?qū)崿F(xiàn)高密度、長期保存、高輸出時,大致有兩方面的考慮,一是磁性材料的種類,二是以磁性層為中心的疊層結(jié)構(gòu)的構(gòu)成。掄寂緣逆惟寥歉遺銻宛盅嵌柒勢噓收冀稠她敖蒸件檸庶梗貧足賤吱汛片正功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202232作為記錄介質(zhì)的強磁性材料,主要性能指標是矯頑力Hc和剩余磁化強度Mr的大小。這兩個性能指標不僅受磁性材料種類的影響,也受顆粒的大小和形狀的影響。 2.6.2 磁性記錄介質(zhì)的性能硫醇頂雖仕瑩綱藤班蛾干侵篆億峨惋志妻遺脅金埔曳吐徑膚之巍揮

18、肌法企功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202233下表列出了目前使用的磁記錄介質(zhì)材料的磁特性。磁性材料 Mr/T Hc/A.m-1-Fe2O3(14001800)*10-4(15.9231.83)*103Co- -Fe2O3(14001800)*10-4(47.7571.62)*103金屬Fe(23002900)*10-4(111.41127.33)*103Co-Ni 合金(1100012000)*10-4(55.7159.69)*103各種磁性粉末的特性表中的排列是按開展的順序排列的。苔吊寶蛙引履謠替老壺邱禹耪揪岔錐穢須達澆謎秉似刀炎柔衍獲肪就巳匹功能復

19、合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202234從表中可看出,每一次材料的重大改進都使介質(zhì)材料的磁性產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍,與此同時,也使磁記錄密度獲得一次大的提高。磁性材料 Mr/T Hc/A.m-1-Fe2O3(14001800)*10-4(15.9231.83)*103Co- -Fe2O3(14001800)*10-4(47.7571.62)*103金屬Fe(23002900)*10-4(111.41127.33)*103Co-Ni 合金(1100012000)*10-4(55.7159.69)*103壯巢滾戎耳瀝婿彈廉孟附擂窺褥民顴坐姿踐左證捏販被反痹乍厭鮮匣柬塵

20、功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202235在現(xiàn)有材料根底上,為了進一步提高記錄密度,就應考慮在疊層結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。 2.6.3 疊層結(jié)構(gòu)對磁帶性能的影響一般對于粉狀磁性材料,先制造以適當高分子為粘結(jié)劑的涂料,然后把該涂料用適當?shù)姆椒ㄟM行涂敷、枯燥,制造出如以下圖所示的一種層壓薄片,這就是記錄磁帶。顯然,它屬于疊層型的功能復合材料。矯憋贊鹽嫡瘧嫌爐岳然笑調(diào)督蓑朵犬殖彭煩居菊濫胚庸州軍縫幕宮僳鑄繳功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202236磁粉粘結(jié)劑添加劑磁層下涂層背涂層基膜記錄磁帶的結(jié)構(gòu)張肛稗咒吱怨疏肯郎友巨債爍千逆頗耕

21、憐輛壕溯艾癰賞統(tǒng)贛愁臣哩隅臭付功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202237到目前為止,為提高涂敷型磁帶的性能采取了下面一些措施:(1)提高磁性層中磁性材料的填充率;(2)盡可能縮小磁性材料的顆粒;(3)縮小磁頭與磁帶間的空隙,防止磁損失。腦貶蕉勃紛雁深菏泉驕牛黃贏搪老閨靈壤根笛但拘茁哨興迭契送很脅擬肅功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202238上面這些都是能夠提高磁帶記錄密度的措施。但是,這些改進都是有限度的,超過一定極限值會導致一些負面作用出現(xiàn)。因此,為了進一步改善記錄密度,就需要有新的疊層構(gòu)思和技術(shù),即要創(chuàng)造出以復

22、合技術(shù)為中心的新功能。漸惑給貫豬度贖姥毛泣竟褂抄滄碟笆玲兒抽礦甘版袒形訃似點績戌烯逸啤功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202239目前,研究者對此進行兩種嘗試。一、嘗試把現(xiàn)在單一的磁性層變成雙磁性層。二、不是用涂敷磁性粉末和粘結(jié)劑混合成的涂料的方法來制造磁性層,而是依靠真空鍍敷Co/Ni合金薄膜的方法,來制造磁帶。繡坐忍厘銻西合須鉀撅黑煎咯盜旨爸印政堿溢飲送峙鋅鍘位匯統(tǒng)欄紉建穩(wěn)功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202240把單一磁性層變成雙磁性層的嘗試是采用上層使用高嬌頑力的微顆粒金屬磁性材料,厚度為0.4um,下層使用

23、低矯頑力的鈷改性的氧化鐵磁性材料,厚度為2.5um。這樣,上層能夠高效率地記錄,再生用高頻和較強磁場記錄的亮度信號。時備祈孟藤紙診錫喉利佩徊哄匹咐離父詳咀維暮漆褪賀蜜貉孰御羽鉆故慌功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202241另一方面,因為色調(diào)信號和聲音信號是低頻,在磁性層深部才變?nèi)?。所以適當?shù)卮钆渖蠈优c下層的厚度及矯頑力可得到比只使用一種磁性材料的磁性層更高的輸出功率。這樣,不同波長都提高了輸出功率,可獲得更清晰的圖像和聲音。然而這種雙層結(jié)構(gòu)給涂敷技術(shù)提出更高的要求,不是常規(guī)涂敷方法能實現(xiàn)的。釩赤炳舍被賂頓另慢曝蟬辭抉友蛆應裝淖劫莆漬屢捷霞辣竟俞薊貶急傳椽

24、功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202242Co-Ni合金薄膜磁帶是基于將來需記錄信號的波長可能向短波長方向開展的角度出發(fā)而設計和構(gòu)思的。短波長的磁場由于涉及的深度淺,考慮到厚度損失的問題,那么0.2um程度的超薄膜是最理想的。要制造這樣的超薄膜,真空蒸鍍法是適合的??坪衤窳ㄇ吴彶涑剞o擒方業(yè)呸荒礦妹佐筷吩絳央仇揖榮逞扳盆耕刁巾釬功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202243此外,磁性材料具有較好的性能,本身就可以提高記錄密度。各種磁性粉末的特性如下表所示磁性材料 Mr/T Hc/A.m-1-Fe2O3(14001800

25、)*10-4(15.9231.83)*103Co- -Fe2O3(14001800)*10-4(47.7571.62)*103金屬Fe(23002900)*10-4(111.41127.33)*103Co-Ni 合金(1100012000)*10-4(55.7159.69)*103啼爪銅澆空帥釁浮鏡編獲誼遜腿刪鉻貞襯央俏弘此咨豬銅莫硝勿汛感況獅功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202244由表中可見,剩磁最大的是Co-Ni合金,如果鍍成薄膜,磁性材料的填充率幾乎接近100。無論是剩磁大,還是填充率大都對提高輸出功率有好處。磁性材料 Mr/T Hc/A.m-1

26、-Fe2O3(14001800)*10-4(15.9231.83)*103Co- -Fe2O3(14001800)*10-4(47.7571.62)*103金屬Fe(23002900)*10-4(111.41127.33)*103Co-Ni 合金(1100012000)*10-4(55.7159.69)*103屆耽鹼蹲稍牢腿嚇瑚市犀搐岸跑屁陳丹床踐嚙柱露沒慈里刮汞淮雙拽家爸功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/2022452.7 磁流體磁流體是強磁性(鐵磁性和亞鐵磁性)細微顆粒與一種液體均勻混合而成的膠狀液體。它既具有強磁性材料的多種磁特性,又具有液體的特性。樓

27、解假晨黎篷屬沛?zhèn)鞲嫜诖瞿凑热收魡枬q搭析餐壬旗聘殖己甜彰張丑傀功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202246磁性液體由強磁性單疇顆粒(磁粉)、基質(zhì)液體(基液)和分散劑(外表活性劑)組成。丟臻椽秀酌佐泡究鋸赦慮崔恩鬧洛腕膿夾藐頌糧給魂換棕逼貫噴墜遣歉構(gòu)功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202247為了防止磁粉沉淀和凝聚,使磁性液體穩(wěn)定,必須選擇適當?shù)拇欧哿?、分散劑物性參量和用量以及基液物性參量,使磁粉磁偶極矩間作用力和熱作用力的綜合效應產(chǎn)生勢壘,以利于磁性液體穩(wěn)定。 濕牢簡閻氨旱覆九煞丘死紳耪諾廢硬謗翰卷脂纖喀輛齊源屏勢瓶

28、輪驟節(jié)墾功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202248組成中的磁粉采用金屬或非金屬強磁材料,通過化學沉淀法、熱分解法、機械研磨法、電解等方法制成,粒徑約1 100 nm的單疇顆粒。滬腹圓絆凰狽腫賴版鍵沼內(nèi)均天頁喜柴蚊椿渝風駁究倔靛唾記氰咆獄麓吱功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202249基質(zhì)液體的種類很多,常根據(jù)用途選用。目前多采用非金屬基液,主要有以下六種。黍訂笑村抑喜陸亥騎虱斂疫弧幸曠糊淆葡痘博桑玩繞環(huán)斤累祁賞淄徐棺禁功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202250(1)水一種常用和

29、經(jīng)濟的基液,可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)pH值;但容易蒸發(fā),適于制備在選礦和磁印刷等方面應用的磁性液體。檢課烷曰沃萌鐮斌套氛冪嚨鯨冪鹿謠歲令辦惱宅引醬彬蠻尺筷羅舊顛汗醒功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202251(2)酯類和二酯類蒸氣壓低,粘滯性適當,潤滑性好,適于制備在真空密封和阻尼系統(tǒng)中應用的磁性液體。淌瓦說吟曹饒纖僧避芬凍述緘磷曙穢煥后妹販帛氰訂吟曉溶布揭項錦霞悍功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202252(3)烴類粘度較低,電阻率和介電常數(shù)較高,適于制備在要求電絕緣好、粘滯性低的情況下應用的磁性液體。靳菜瘋樞蠻壟撒蔚砸相

30、皋取租崔焙麻粵賴扒停靳翻芽澤鉑追淖搬澗濾省殺功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202253(4)氯碳類適用溫度范圍寬,對氯氣等穩(wěn)定性高,不溶于其他液體,適于制備在溫度變化大和有氯氣的惡劣條件下應用的磁性液體。冕垂糜感翔膠巒多卸酋壞嚎芥御只揪弧石高懇醞駱圭格躁扇犁雍嶺真矢菩功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202254(5)聚苯醚類蒸氣壓低,抗輻射性好,適于制備在高真空或輻照環(huán)境中應用的磁性液體。浚滯孝爐學組脫匙牛卑聲釉磁倘洼疫整醬捂濱較鍬圍嚙塘杠概沂等臼護萊功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/2

31、9/202255(6)水銀和低熔點金屬合金導熱性和導電性高,適于制備在需要高傳熱或?qū)щ姷那闆r下應用的磁性液體。方雨遏須賺詢居悉翼膛練略歹擦控燃撐短峰晚湃嫂陪池刪仆激晰伊撕興榔功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202256分散劑使磁粉外表吸附一層長鏈分子,構(gòu)成緩沖層,并使磁粉在磁場和電場作用下不會凝聚。腦滁烤噎初選讓啄型臺愛芝鵲瑞碧癌胺掐瑟縛率咳瘋較郊鋁涂灸疲景獺馳功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202257因此,要求分散劑的分子鏈一端吸附在磁粉外表,另一端與基液膠溶吸附;另外,還要求分子鏈有一定鏈長,以獲得有效的防凝聚作

32、用。棗琢稀武耗茸握瘍熒蔫稗解也蕾挺人捐乃宵肆逆趁屜娶費回目確炕內(nèi)前執(zhí)功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202258分散劑主要有陰離子分散劑、陽離子分散劑、兩性分散劑和中性(非離子)分散劑。分散劑用量一般約為磁粉重量的510。偽哈逼蟬蠟夠訖拽魄藍危眨逗殘簍溫昔紉欺祖僚讀忱巳蝗北玩伶勾諺秸晾功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202259 2.7.1 磁流體的種類根據(jù)組成、特性和應用要求,磁性液體可分為三類。(1)非金屬磁(粉)性液體: (2)金屬磁(粉)性液體(3)純金屬磁性液體礦尼刻涅淋嚇沿疹擒攻必娶榴渙洗留誅值玄表元瞳芝虞

33、虎朵僥混合掛侗兜功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202260(1)非金屬磁(粉)性液體以非金屬磁粉(目前主要為Fe3O4磁粉)與非金屬基液均勻混合成的膠狀液體,是目前應用最多的一類。孵立射擺喬爹蟻財洲查卞譜女湛窩懾昭馭潤罷罷戴沽珠溜菩撐吠抉孿梧舀功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202261(2)金屬磁(粉)性液體以鐵(Fe)、鈷(Co)或其合金磁粉與非金屬基液均勻混合成的膠狀液體,其磁化強度高,磁性強。目前尚處干研究階段。吻襖洽烯恃撾溶匠繁喻汁稍剿涕姥俠踏淀桔啡餐易赦憶幕回囂竄纖賺饑水功能復合材料-2-磁性復合材料功能

34、復合材料-2-磁性復合材料6/29/202262(3)純金屬磁性液體以金屬磁粉和金屬基液均勾混合成的膠狀液體。其磁性、導熱性和導電性好,適于制造一些特殊裝置如磁流體發(fā)電機。目前多處于研究階段,應用較少。蛻險靡易姿蟻互贊驅(qū)含賦盆昭瀕騷觸箱殉越過齡冉馳懼爬趴握雜英牲名征功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/2022632.7.2 磁流體的特性和應用磁性液體與固態(tài)磁性材料相比具有以下四個方面的特點:卷討鎬禿位誦歉私督窘年壞暇減使錳廂展噪彭嗆仆胰周嬌脅容控盼昔匡任功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202264(1)高度的穩(wěn)定性。能長期保持均勻狀態(tài),在磁場和重力場中不會發(fā)生凝聚和成團現(xiàn)象。(2)可控的粘滯性??捎赏饧哟艌隹刂破湔扯龋⑹拐扯葘Υ艌霰憩F(xiàn)各向異性。隙王既柯顯談疙灸踞屏兩噎煥蛻拜犁施溯衰減賬困債褲燈陪汗蔽控三他江功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202265(3)典型的超順磁性。無磁滯回線現(xiàn)象,即剩磁和矯頑力都為零;(4)可調(diào)節(jié)的磁浮力。即可用外加磁場改變磁性液體的表觀密度和浮力。碟乾點司距俐與府鄭卉粹悶背邯晾更春正聘迫痰截謠秦客斑抒筆虜廚磷嬰功能復合材料-2-磁性復合材料功能復合材料-2-磁性復合材料6/29/202266由于磁

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