本发明专利技术涉及一种磁性离子液体作为高温磁密封润滑材料的新用途，磁性离子液体具有低（无）蒸气压，热稳定性好，以及磁操控性。通过施加可控外磁场，可使磁性离子液体准确地充满润滑表面实现连续润滑，且在润滑过程中，可防止泄漏和外界污染。与传统磁性润滑材料相比，磁性离子液体作为纯净物可有效避免磁颗粒团聚、沉降等问题，且在高温条件下，磁性离子液体具有高稳定性和无蒸气压等优点，是高效、稳定、安全、绿色环保的磁密封润滑新材料。
Application of magnetic ionic liquids as magnetic sealing and lubricating materials
The invention relates to a new use of magnetic ionic liquids as high temperature magnetic sealing lubricating materials. The magnetic ionic liquids have low (no) vapor pressure, good thermal stability and magnetic manipulation. By applying controllable external magnetic field, magnetic ionic liquids can be accurately filled with lubricated surfaces to achieve continuous lubrication, and in the lubrication process, leakage and external pollution can be prevented. Compared with traditional magnetic lubricating materials, magnetic ionic liquids can effectively avoid agglomeration and sedimentation of magnetic particles, and at high temperature, magnetic ionic liquids have the advantages of high stability and no vapor pressure. They are new magnetic sealing lubricating materials with high efficiency, stability, safety and environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
磁性离子液体作为磁密封润滑材料的用途
本专利技术属于新型润滑材料开发利用
，具体涉及一种磁性离子液体作为磁密封润滑材料的新用途。
技术介绍
随着工业技术不断进步，人们对机械润滑剂的性能提出了更高的要求，除了具备优良的承载能力、良好的减摩抗磨和极压性能外，还要求其具有自我修复、可控以及环境友好等特性。磁性润滑剂作为一类新颖的润滑剂，其主要特点是在外加磁场作用下，不但能准确地充满润滑表面实现连续润滑，而且在润滑过程中，能抵消重力与向心力的作用，可防止泄漏和外界污染，从而受到越来越多人的关注。现有的磁性润滑剂是将磁性纳米微粒分散于常规润滑剂中制得。近年来，在滚动轴承、滑动轴承、高速磨床、天文观察装置等机械设备上，以磁性流体作为润滑剂，对各种相互接触的滚动、滑动表面进行润滑均有成功应用的实例。但是由于纳米微粒比表面积大，粉体表面又有很多电荷或官能团，其比表面能高，属于热力学不稳定体系，长时间使用或某些外部环境的改变等极有可能引起磁性颗粒之间的团聚和沉降，使其应用条件和使用寿命受到一定的限制。因此，亟待开发研究新型的磁密封润滑材料。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种磁性离子液体作为磁密封润滑材料的新用途，其利用磁性离子液体具有均相体系、热力学稳定、低(无)蒸气压以及能够富集并有效回收利用的特性，在外加磁场作用下，使其准确地充满润滑表面实现连续润滑，且在润滑过程中可防止泄漏和外界污染，其解决了传统磁性润滑剂中磁性颗粒的团聚、沉降和相分离等问题，这对解决特定工况下机械设备运动部件润滑与密封问题具有重要的意义。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种磁性离子液体作为磁密封润滑材料的新用途。本专利技术磁性离子液体的物化性质稳定、热稳定性良好，具有较强的磁响应性能。具体的，所述的磁性离子液体为纯有机磁性离子液体和/或金属磁性离子液体。进一步的，所述有机磁性离子液体中的阴离子为含有单电子自由基结构的磁性离子，阳离子包括咪唑类(包含双咪唑类)、吡啶类、吡咯类、季胺类或季磷类离子。进一步的，所述金属磁性离子液体中的阴离子为含有过渡金属类、镧系金属类的磁性离子，阳离子包括咪唑类(包含双咪唑类)、吡啶类、吡咯类、季胺类或季磷类离子。本专利技术所述磁性离子液体作为磁性润滑剂时，控制磁场可以是磁铁产生的磁场，也可以是线圈通过施加可控电压产生的磁场，可控电压可以是电压范围为10～220V的直流电压，或电压范围为10～220V的交流电压。本专利技术所述磁性离子液体作为磁性润滑剂时，所使用的温度可以从-40℃到250℃，通过不同类型离子液体的搭配，实际使用温度范围可以更宽。磁性离子液体是由有机阳离子、和无机或有机阴离子组成，由于磁性离子液体的阴离子含有磁性中心，即具有单电子有机自由基结构或者金属离子配合物结构，使其能够被磁化并对外界磁场产生响应。与之前在摩擦学中应用的磁性润滑剂相比，磁性离子液体与其有本质的不同。第一，通常的磁性润滑剂一般是混合物（润滑基础液+磁性颗粒），但磁性离子液体是一种纯的化合物，而不是多组分的混合物，因此是一个均相体系，热力学稳定体系，不存在磁性颗粒的团聚、沉降和相分离等问题。第二，传统的磁流体需要依靠大量的表面活性剂才能将磁性颗粒分散在基础液中，所以其稳定性受很多条件制约。而磁性离子液体则具有优良的高温稳定性及低(无)蒸气压等优点，很好的解决了传统的磁性液体在挥发性和相分离问题上的难题，可作为新型高性能磁性润滑材料。本专利技术磁性离子液体可应用于各种润滑体系，特别是磁密封磁润滑等体系。和现有磁性润滑剂(润滑基础液+磁性颗粒)相比，本专利技术的优点与效果如下：1)本专利技术提供了磁性离子液体在作为磁密封润滑材料方面的新用途，扩展了磁性离子液体的应用领域；2)磁性离子液体是一个均相、热力学稳定体系，解决了传统磁性润滑剂中磁性颗粒的团聚、沉降和相分离以及传统磁流体需要依靠大量的表面活性剂才能将磁性颗粒分散在基础液中等问题。此外，磁性离子液体具有低(无)蒸气压的优点，使其在高温使用时，不会造成环境损害，扩展了传统磁性润滑剂的应用条件并延长其使用寿命；3)本专利技术中使用的磁性离子液体是一种新型具有磁性的绿色润滑剂，呈现良好的液态可操作范围，可通过施加外磁场实现分离和回收利用，避免造成环境污染和资源浪费等问题。附图说明：图1为：实施例1磁性离子液体[C6mim]5[Dy(SCN)8]与市场化磁性润滑剂（DIOS+Fe3O4）在室温条件下不同载荷时(100N、200N)的摩擦学性能对比；其中，左图为不同载荷时(100N、200N)摩擦系数随时间的变化曲线图(温度25℃)，右图为不同载荷时(100N、200N)磨损体积对比图(温度25℃)；图2为：实施例2磁性离子液体[C6mim]5[Dy(SCN)8]与市场化磁性润滑剂（DIOS+Fe3O4）在高温条件下不同载荷时(100N、200N)的摩擦学性能对比；其中，左图为不同载荷时(100N、200N)摩擦系数随时间的变化曲线图(温度150℃)，右图为不同载荷时(100N、200N)磨损体积对比图(温度150℃)；图3为：实施例3磁性离子液体[C2mim][FeCl4]与市场化磁性润滑剂（DIOS+Fe3O4）在载荷为100N时不同温度条件下的摩擦学性能对比；其中，左图为不同温度下(25℃、150℃)摩擦系数随时间的变化曲线图，右图为不同温度下(25℃、150℃)磨损体积对比图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此。下述实施例中，所用磁性离子液体[C6mim]5[Dy(SCN)8]参照文献(Angew.Chem.Int.Ed,2008,47,1-5)合成；所用磁性离子液体[C2mim][FeCl4]购自上海成捷化学有限公司；所用磁性润滑剂(DIOS+Fe3O4)购自湖南朗润磁电科技有限公司;[bmim]2NiCl4参照文献(GreenChem.,2008,10,296-305)合成；[P6,6,6,14]3+[GdCl6]2-参照文献(SeparationandPurificationTechnology,2012,97,26-33)合成；[C4(mim)2]2[Ln(SCN)7]和[C6(mim)2]2[Eu(SCN)7]参照专利(二价阳离子磁性离子液体及其制备方法,CN102167683B[P],2013)合成。实施例1：一种磁性离子液体，其具体组成为[C6mim]5[Dy(SCN)8]。在磁场作用下，将磁性离子液体固定在摩擦接触区域，并与市场化的磁性润滑剂(DIOS+Fe3O4，Fe3O4wt%为20%)对比，分别考察在25℃条件下磁性离子液体和磁性润滑剂在垂直载荷为100N和200N时的摩擦学性能。摩擦条件：摩擦对偶选用直径4mm的316钢球对304钢片；单次行程为5mm；线速度为10mm/S；试验温度为25℃；磁场类型及大小：磁铁产生磁场，200mT。具体摩擦结果见图1。由图1可以看出：磁性离子液体室温(25℃)条件下，摩擦曲线平稳，摩擦系数平均值在载荷分别为100N和200N时，与磁性润滑剂相比降幅分别为40%和32%，磨损体积在载荷为100N和200N时分别下降66%和40%，磁性离子液体具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.磁性离子液体作为磁密封润滑材料的用途。
【技术特征摘要】
1.磁性离子液体作为磁密封润滑材料的用途。2.如权利要求1所述磁性离子液体作为磁密封润滑材料的用途，其特征在于，所述磁性离子液体为有机磁性离子液体和/或金属磁性离子液体。3.如权利要求2所述磁性离子液体作为磁密封润滑材料的用途，其特征在于，所述有机磁性离子液体中的阴离子为含...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春丽，张晟卯，张玉娟，贾佳佳，张平余，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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