專利名稱：一種不沉淀磁流變液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制系統(tǒng)的伺服工質(zhì)，特別涉及一種用于磁流變 器件的磁流變液。
技術背景磁流變液(Magetorheological Fluid)作為一種新型的智能材料， 以其對外加磁場的快速響應和較高的力學性能引起了自動控制、機械 零件產(chǎn)業(yè)的興趣。由磁流變液組成的磁流變器件已開始在離合器、制 動器、無級變速器、減震器、柔性夾具等伺服器件中應用。目前，磁流變器件的研究重點尚處于磁流變機理、設計方法以及 磁流變液的性能階段。現(xiàn)有磁流變液由電磁材料；活性劑和載體組成 其中，電磁材料采用羰基鐵粉、還原鐵粉或四氧化三鐵；活性劑采用 丙三醇或油酸；載體采用機油。電磁材料應具有較大的磁感應強度以 增大其剪切強度；活性劑應具有較大的吸附力，以分開鐵粉，減少鐵 粉間的撞擊；載體的作用是防止鐵粉在油中沉淀。由于鐵基材料的比 重大于7，而載體的比重小于l，因此，當磁流變器件停止工作后， 鐵粉就會逐漸沉淀，而失去其應有的性能；而成為阻礙磁流變器件發(fā) 展的關鍵問題，人們雖想出了在鐵粉外包衣，做成蜂窩狀等，但效果 不大。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決上述磁流變液的缺點，提供一種不沉淀磁流變液。本發(fā)明涉及一種不沉淀磁流變液，該不沉淀磁流變液由磁性粒子 羰基鐵粉，活性劑丙三醇和穩(wěn)定劑黃油配制而成，三者的體積比為 93: 2: 5。在配制時，先將羰基鐵粉倒在攪拌器內(nèi)，然后將丙三醇倒到攪拌 器內(nèi)，攪拌15分鐘；再倒入黃油，再攪拌15分鐘而成。制成的磁流 變液屬于一種糊狀品，它在不受外力時，能保持既有形狀不變，但又 不是固體，只要輕輕觸動，就可以無阻力的改變成任何形狀，然后又 繼續(xù)保持新的形狀；制成的磁流變液也不是液體，因為它不會自由流 動，即使在自重作用下，也不會流動；最關鍵的特點是在微觀上講， 它在較大比重的鐵粉重力作用下，鐵粉不會在載體中慢慢往下沉淀， 而在微觀上能保持位置不變。如果從正面表述，可以將它看成一種類 固體，當無作用力或作用力很小時，它能穩(wěn)定住原有形狀不變，表現(xiàn) 出固體的特性。但當外負荷由零逐漸增大并達到臨界值后，這種材料 開始變形，但它的臨界阻力很小。本發(fā)明是一種不沉淀磁流變液，該不沉淀磁流變液可以用于自動 控制領域的伺服工質(zhì)，尤其用于磁流變器件的工作介質(zhì)，不論擱置多 長時間或使用后停機多長時間，均具有永不沉淀的性能。當控制電流逐漸增大，磁場強度逐漸增強時，鐵基磁性材料開始 鏈接，磁流變液的剪切強度呈比例增大，表現(xiàn)出器件的傳輸力矩與電 流成比例的優(yōu)良性能。


圖1為現(xiàn)有磁流變液擱置長時間后，出現(xiàn)沉淀的狀態(tài)。圖2為本磁流變液在磁場強度為零時，磁性粒子無序排列的狀態(tài)。圖3為在外加磁場影響下，磁性粒子沿磁力線鏈狀排列的狀態(tài)。 圖中1，從動輸出外套；2，羰基磁性粒子；3，丙三醇粒子；4，黃油；5，主動輸入內(nèi)套。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施實例對本發(fā)明作進一步說明.-圖1為現(xiàn)有磁流變液器件停機一定時間后，由于羰基磁性粒子2 的比重很大，而占較大比例的丙三醇3等比重很小，因此，會出現(xiàn)沉 淀，使羰基磁性粒子2因重力下沉，而失去了磁流變液的性能，因此， 磁流變器件雖然研究成功了幾十年，但始終未見實際采用。圖2示，每粒羰基磁性粒子2粘上黃油4后，它可能隨機地粘到 羰基磁性粒子2上的活性劑丙三醇3上，也可能粘到從動輸出外套1 的內(nèi)壁上，也可能粘到主動輸入內(nèi)套5的內(nèi)壁上， 一經(jīng)粘到某位置后， 由于粒子粘著面積比體積相對較大，其吸附力常常大于粒子下掉的重 力，而呈現(xiàn)隨機分布狀態(tài)。當線圈通電，磁力線垂直通過主動輸入內(nèi)套5和從動輸出外套1 間的間隙時，羰基磁性粒子2在磁場作用下，自動沿磁力線方向排列 成鏈狀，如圖3所示。且磁力線具有沿長度方向收縮的趨勢，即磁力 線將朝最短方向縮短。當磁力線形成后，如主動輸入內(nèi)套5轉(zhuǎn)動時， 通過磁力線帶動從動輸出外套1轉(zhuǎn)動。經(jīng)試驗，為盡量增大功率傳遞密度，鐵基磁性粒子的體積應達到間隙體積的90%以上。羰基磁性粒子2、丙三醇3、黃油4的配方比 為93: 2: 5。產(chǎn)生磁吸引力的羰基磁性粒子2太少，會使輸出力矩 太小；反之，若太多，會增大空載功率；活性劑丙三醇3是保護鐵粉 表面，如太少，容易出現(xiàn)碰撞，影響磁流變液的壽命，如太多，會降 低傳遞力矩。黃油4是穩(wěn)定羰基鐵粉的均勻分布，若太少，達不到均 勻分布，太多會降低輸出力矩。
權(quán)利要求
1、一種不沉淀磁流變液，由磁性粒子、活性劑和穩(wěn)定劑組成，其特征是三者的體積比為93∶2∶5，其中，穩(wěn)定劑采用黃油配制而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不沉淀磁流變液，其特征是其中磁 性粒子為羰基鐵粉、還原鐵粉或者四氧化三鐵粉；活性劑為丙三醇或 油酸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的不沉淀磁流變液，其特征是該不沉 淀磁流變液通過下述方法制備首先將羰基鐵粉93份和丙三醇2份 倒入攪拌器中，攪拌15分鐘后，再放入黃油5份，再攪拌15分鐘， 最后即可得到糊狀的不沉淀磁流變液。
全文摘要
一種不沉淀磁流變液，屬于自動控制系統(tǒng)的伺服工質(zhì)，由磁性粒子羰基鐵粉、活性劑丙三醇、穩(wěn)定劑黃油組成，三者的體積比為93∶2∶5。將三者按比例放入攪拌器，經(jīng)攪拌后制備成糊狀不沉淀磁流變液。這種磁流變液具有很小的空轉(zhuǎn)力矩，其最大優(yōu)點是不論擱置多長時間，或用用，停停后，均能保持其不沉淀的性能。
文檔編號H01F1/44GK101266861SQ20081006920
公開日2008年9月17日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者呂宏展, 梁錫昌, 山 肖 申請人:重慶大學