用于材料表面改性的交流电磁铁装置及材料表面改性装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于材料表面改性的交流电磁铁装置及材料表面改性装置，该交流电磁铁装置包括铁芯及缠绕在铁芯外部的交流线圈，所述铁芯具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端，还包括用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板，所述漏磁板上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁孔以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分，所述漏磁孔为直孔且其两端分别具有用于朝向所述吸附端与待改性材料的开口。漏磁板使交流电磁铁装置在吸附端形成定向稳定且强度适中的定向交变磁场，使磁粉或磁粉与铁粉从漆膜中因被搅动和被磁吸而溢出漆膜并脱离，在面漆干膜后，漆膜表面形成均匀的微凸起，从而形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而增大材料表面的憎水性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料表面改性
，具体涉及一种用于材料表面改性的交流电磁铁装置，同时还涉及一种使用该交流电磁铁装置的材料表面改性装置。
技术介绍
风机叶片是风机的关键部位之一，风机叶片的使用寿命直接关系到风机的使用寿命。风机叶片工作环境恶劣，易受磨蚀破坏和冰雪覆盖。风机叶片覆冰后，会产生很大的危害：覆冰使得叶片原有的翼型改变，大大影响风电机组的载荷和出力，使得风机的发电效率大打折扣；且覆冰脱落对于现场人员也存在很大的安全隐患。因此，风机叶片需选择优异的防护涂层，实现自清洁。涂料防覆冰是风机叶片主动型防护方法之一，主要是利用特种涂料的物理或化学的作用，使冰融化或者减小冰与物件表面的亲和力，从而把冰从表面除去。该种涂料形成的防护涂层需满足叶片防腐蚀性要求，提高其使用寿命，而且重点考虑抗冲击耐磨和严寒地区的除冰雪功能，并能为风机叶片提供光滑的空气动力学表面，从而增大风机的转化效率；具体要求其具有良好的附着性、高耐磨性、耐候性、耐大气腐蚀和仿照荷叶原理的除冰雪自清洁功能。憎水性涂料能够降低和基底表面即叶片的附着力，可使冻雨或雪等在冻结或粘结到叶片之前在自然力的作用下滑落，明显降低冰雪在叶片的附着力。荷叶具有天然的憎水性，水珠在荷叶表面能够轻易滑动而不累积，因其表面的蜡质晶体明显减小了水珠与荷叶面的接触角，此现象称为荷叶效应。已有研究表明荷叶超憎水的实现与其表面的显微微米纳米-二元尺度结构有关；通过观察植物叶片表面的微观结构，发现在荷叶表面是由微纳米粗糙乳突结构和憎水性蜡状涂层所组成，因此可构造具有微纳米结构的表面实现憎水性涂料的研究。现有技术中，也有根据荷叶原理形成的纳米仿荷叶自洁涂料(如ZS-511)，能够使水在物体表面犹如在荷叶上一样滚落而不留水迹，既可以使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态，使水与涂层表面的接触角大大增加，有利于水珠在涂层表面的滚落；同时又根据涂层的自分层原理，将疏水性物质引入丙烯酸乳液中，使涂料在干燥成膜过程中自动分层，从而在涂层表面富集一层疏水层，进一步保证堆积或吸附的污染性微粒在风雨的冲刷下脱离涂层表面，达到自清洁目的。但是，采用该种涂料改性风机叶片，形成的涂层硬度低，难以抵抗风沙吹打。现有的通过涂料在风机叶片上形成防护涂层，用于风机叶片防覆冰的方法，效果不理想，还达不到使用的要求。因此，急需一种材料表面改性方法及实现该方法的设备，实现材料表面疏水改性，从而获得自清洁风机叶片。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于材料表面改性的交流电磁铁装置，能形成稳定且强度适中的定向交变磁场，满足材料表面疏水改性的磁吸需求。本专利技术的第二个目的是提供一种使用上述交流电磁铁装置的材料表面改性装置。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：用于材料表面改性的交流电磁铁装置，包括铁芯及缠绕在铁芯外部的交流线圈，所述铁芯具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端，还包括用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板，所述漏磁板上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁孔以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分，所述漏磁孔为直孔且其两端分别具有用于朝向所述吸附端与待改性材料的开口。优选的，所述铁芯为棒状铁芯。所述铁芯及交流线圈的外周设有用于磁屏蔽的磁轭。棒状铁芯及交流线圈的外周同轴套设有管状的磁轭。磁轭是由硅钢片迭制而成的轭铁，作用是约束交流线圈产生的磁力线向外散放，使磁力线束集中在交流线圈周围，起磁屏蔽作用。所述磁轭靠近漏磁板的一端设有用于安装漏磁板的凹槽，所述凹槽与漏磁板的安装部间隙配合。间隙配合是指留出一定的空间，使漏磁板可以上下、左右小幅运动。漏磁板采用磁轭材料，因其磁化作用，会随着交变磁场而随机上下振动、左右移动。所述漏磁板为栅格板或多孔板。优选的，所述栅格板的栅格边长为0.1～0.5mm；所述多孔板的孔径为0.1～0.5mm，孔间距为0.2～0.5mm。磁轭上用于安装漏磁板的凹槽的侧壁、槽底与漏磁板的安装部之间的间隙尺寸大于栅格板的栅格边长或多孔板的孔径。优选的，所述间隙尺寸是栅格板的栅格边长或多孔板的孔径的2～3倍。所述漏磁板的厚度为0.2～1.2mm。采用本专利技术的交流电磁铁装置的材料表面改性方法，包括下列步骤：1)在材料表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉、磁粉形成磁层；2)在磁层上涂覆面漆，在面漆形成干膜之前，采用交流电磁铁装置在漆膜表面施加交变磁场使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜析出并脱离，面漆干膜表面形成微凸起。一般的，交流电磁铁装置的漏磁板与面漆的距离为10～50mm。交变磁场的磁场方向与材料表面的夹角>70°。优选的，采用定向垂直交变磁场，磁场的方向垂直于材料表面。交变磁场通过漏磁板使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜内部析出并脱离漆膜表面，面漆表面随机形成均匀的微凸起。本专利技术的用于材料表面改性的交流电磁铁装置，在铁芯的吸附端外侧设有用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板，该漏磁板使交流电磁铁在该处的磁力线均匀分布，从而形成定向稳定且强度适中的定向交变磁场，满足材料表面疏水改性的磁吸需求，同时不至于使面漆与底漆分离、或面漆局部或大面积被剥离。采用定向交变磁场使得漆膜内部的磁粉或铁粉、磁粉析出原理是：交流电具有趋肤效应，又因交流电方向在不断地变化，使交流电磁铁产生的磁场方向也不断地变化，这种方向变化可搅动磁粉，有助于磁粉迁移；在面漆未将磁粉或未将铁粉、磁粉凝固前，利用交流电磁铁装置因漏磁板形成的垂直交变强磁场，使磁粉或使铁粉、磁粉从漆膜中因方向变化被搅动和被磁吸而溢出漆膜并脱离表面，因磁粉或磁粉与铁粉轰击表面漆膜而残留的孔隙痕迹，在面漆干膜后表面形成均匀的微凸起，形成具有荷叶效应的微纳米结构，从而增大材料表面的憎水性，使材料具有良好的表面自清洁效果。进一步的，用于安装漏磁板的凹槽与漏磁板的安装部间隙配合，使漏磁板在交变磁场的作用下可以随机上下振动、左右移动；因漏磁板的运动，既能防止被磁吸的铁粉和/或磁粉堵塞漏磁板的漏磁孔，保证较高的磁粉和/或铁粉析出效率，又能防止局部磁场强度过大、磁吸作用力过强使面漆与底漆分层，避免面漆漆膜局部或大块被揭离的情况。本专利技术的材料表面改性装置，包括粉料收集装置和上述的交流电磁铁装置，所述粉料收集装置包括用于设置在交流电磁铁装置的漏磁板下方的抽吸口、用于连接气泵的出气口以及设置于抽吸口与出气口之间的粉料吸附过滤收集器。所述粉料吸附过滤收集器中设有用于截留磁粉或磁粉与铁粉的过滤或吸附材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于材料表面改性的交流电磁铁装置，包括铁芯及缠绕在铁芯外部的交流线圈，其特征在于：所述铁芯具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端，还包括用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板，所述漏磁板上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁孔以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分，所述漏磁孔为直孔且其两端分别具有用于朝向所述吸附端与待改性材料的开口。

【技术特征摘要】
1.用于材料表面改性的交流电磁铁装置，包括铁芯及缠绕在铁芯外部的交流线圈，
其特征在于：所述铁芯具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端，还包括用于使交流电磁
铁形成定向交变磁场的漏磁板，所述漏磁板上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁
孔以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分，所述漏磁孔为直孔且其两端分别具有用于朝向所
述吸附端与待改性材料的开口。
2.根据权利要求1所述的用于材料表面改性的交流电磁铁装置，其特征在于：所述
铁芯及交流线圈的外周设有用于磁屏蔽的磁轭。
3.根据权利要求2所述的用于材料表面改性的交流电磁铁装置，其特征在于：所述
磁轭靠近漏磁板的一端设有用于安装漏磁板的凹槽，所述凹槽与漏磁板的安装部间隙配
合。
4.根据权利要求3所述的用于材料表面改性的交流电磁铁装置，其特征在于：所述
漏磁板为栅格板或多孔板。
5.根据权利要求4所述的用于材料表面改性的交流电磁铁装置，其特征在于：磁轭
上用于安装漏磁板的凹槽的侧壁、槽底与漏磁板的安装部之间的间隙尺寸大于栅格板的栅
格边长或多孔板的孔径。
6.材料表面改性装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄爱武，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41