一种透平油基磁性液体的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种透平油基磁性液体的制备方法，首先制备出Fe-Co@SiO2合金纳米粒子，然后制备出油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-Co@SiO2合金纳米粒子，最后以油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-Co@SiO2合金纳米粒子作为磁性粒子、透平油为基液制备出透平油基磁性液体。该透平油基磁性液体润滑性能优异，特别适用于机械转动部位的润滑与密封，比传统的密封效果好，密封寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米技术、密封及润滑材料领域，特别是涉及一种用于汽轮机转动部位的密封及润滑用磁性液体的制备方法。
技术介绍
目前国内外汽轮机转动部位密封中一般采用迷宫式密封或机械式油封，密封部位是硬接触，存在机械磨损，密封间隙将随使用时间增加而逐渐变大，结果造成泄漏。而且这种密封结构在一定条件下，因密封腔内的汽流产生流体激振，而使轴振加大，破坏轴承的运行稳定性及机组的安全。而使用透平油基磁性液体密封时，由于磁性液体密封是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，安全可靠。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种以油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子作为磁性粒子、透平油为基液的兼顾润滑与密封的磁性液体的制备方法。技术方案一种透平油基磁性液体的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：a、油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备，制备过程分两步：(1)Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备首先以Fe-Co合金棒为原料，做阳极，以W棒为阴极，在总压力为5.0×104Pa-8.0×104Pa的55％Ar+25％H2+20％SiH4的混合气氛中，用直流电弧等离子体熔化Fe-Co合金制备Fe-CoSi合金纳米粒子；然后用气流使其悬浮在1％O2+99％Ar的混合气体中进行钝化处理，即获得Fe-CoSiO2合金纳米粒子；(2)油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备：首先配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液；然后再把Fe-CoSiO2合金纳米粒子放入高压反应釜中，在压力为1MPa、温度为50℃的条件下搅拌60分钟，即获得油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的5-20纳米Fe-CoSiO2合金纳米粒子；b、制备透平油基磁性液体透平油基磁性液体的质量组成为：油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子5-25％，透平油75-95％，以上配方比例按质量份计算；其制备方法如下：①按上述透平油基磁性液体的组成配方分别取油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子、透平油；②先将透平油加热到40℃-55℃，再将油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子放入，在机械搅拌下用超声波震荡6-10分钟，然后再加热到60℃-75℃并恒温8-10分钟，再自然冷却到室温，即制备出透平油基磁性液体。制备得到的透平油基磁性液体的性能指标是：25℃时粘度为2×103mPa﹒s-10×103mPa﹒s，饱和磁化强度为3A﹒m2/kg-16A﹒m2/kg。配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液的步骤如下：把油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷放入高压反应釜中，在压力为0.5MPa、温度为90℃的条件下搅拌30分钟，当高压反应釜中的压力和温度降到常压和室温后，得到质量比为2:1混合均匀的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液。步骤(1)中，以纯度为99.5wt％、Co含量为1-10wt％的Fe-Co合金棒为原料。步骤(1)中，制备Fe-CoSi合金纳米粒子的时间为1-8小时。步骤(1)中用气流使Fe-CoSi合金纳米粒子悬浮在1％O2+99％Ar的混合气体中钝化处理的时间为4-10小时。。优点及效果本专利技术的优点和有益效果如下：润滑与密封兼顾，由于磁性液体密封材料是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，安全可靠。透平油基磁性液体除具有目前磁性液体所具有的密封功能外，还具有优异的润滑性能。所以用于机械转动部位的润滑与密封比传统的密封效果好，密封寿命长。油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子在透平油中分散均匀，透平油基磁性液体的粘度、磁性易于控制。具体实施方式本专利技术提供一种以油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子作为磁性粒子、透平油为基液的兼顾润滑与密封的磁性液体的制备方法。可兼顾润滑与密封，由于磁性液体密封材料是软密封，在密封部位没有硬接触，不存在机械磨损，所以密封性好，密封寿命长，安全可靠。一种透平油基磁性液体的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：a、油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备，制备过程分两步：(1)Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备首先以Fe-Co合金棒为原料，做阳极，以W棒为阴极，在总压力为5.0×104Pa-8.0×104Pa的55％Ar+25％H2+20％SiH4的混合气氛中，用直流电弧等离子体熔化Fe-Co合金制备Fe-CoSi合金纳米粒子；然后用气流使其悬浮在1％O2+99％Ar的混合气体中进行钝化处理，即获得Fe-CoSiO2合金纳米粒子；(2)油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备：首先配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液；然后再把Fe-CoSiO2合金纳米粒子放入高压反应釜中，在压力为1MPa、温度为50℃的条件下搅拌60分钟，即获得油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的5-20纳米Fe-CoSiO2合金纳米粒子；b、制备透平油基磁性液体透平油基磁性液体的质量组成为：油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子5-25％，透平油75-95％，以上配方比例按质量份计算；其制备方法如下：①按上述透平油基磁性液体的组成配方分别取油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子、透平油；②先将透平油加热到40℃-55℃，再将油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子放入，在机械搅拌下用超声波震荡6-10分钟，然后再加热到60℃-75℃并恒温8-10分钟，再自然冷却到室温，即制备出透平油基磁性液体。制备得到的透平油基磁性液体的性能指标是：25℃时粘度为2×103mPa﹒s-10×103mPa﹒s，饱和磁化强度为3A﹒m2/kg-16A﹒m2/kg。配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液的步骤如下：把油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷放入高压反应釜中，在压力为0.5MPa、温度为90℃的条件下搅拌30分钟，当高压反应釜中的压力和温度降到常压和室温后，得到质量比为2:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透平油基磁性液体的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：a、油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子的制备，制备过程分两步：(1)Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子的制备首先以Fe‑Co合金棒为原料，做阳极，以W棒为阴极，在总压力为5.0×104Pa‑8.0×104Pa的55％Ar+25％H2+20％SiH4的混合气氛中，用直流电弧等离子体熔化Fe‑Co合金制备Fe‑Co@Si合金纳米粒子；然后用气流使其悬浮在1％O2+99％Ar的混合气体中进行钝化处理，即获得Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子；(2)油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子的制备：首先配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液；然后再把Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子放入高压反应釜中，在压力为1MPa、温度为50℃的条件下搅拌60分钟，即获得油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的5‑20纳米Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子；b、制备透平油基磁性液体透平油基磁性液体的质量组成为：油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子5‑25％，透平油75‑95％，以上配方比例按质量份计算；其制备方法如下：①按上述透平油基磁性液体的组成配方分别取油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子、透平油；②先将透平油加热到40℃‑55℃，再将油酸‑二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe‑Co@SiO2合金纳米粒子放入，在机械搅拌下用超声波震荡6‑10分钟，然后再加热到60℃‑75℃并恒温8‑10分钟，再自然冷却到室温，即制备出透平油基磁性液体。...

【技术特征摘要】
1.一种透平油基磁性液体的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：
a、油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备，
制备过程分两步：
(1)Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备
首先以Fe-Co合金棒为原料，做阳极，以W棒为阴极，在总压力为
5.0×104Pa-8.0×104Pa的55％Ar+25％H2+20％SiH4的混合气氛中，用直流电弧等离
子体熔化Fe-Co合金制备Fe-CoSi合金纳米粒子；然后用气流使其悬浮在
1％O2+99％Ar的混合气体中进行钝化处理，即获得Fe-CoSiO2合金纳米粒子；
(2)油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子的制备：
首先配制质量比为2:1的油酸和二羟基聚二甲基硅氧烷的混合溶液；然后再
把Fe-CoSiO2合金纳米粒子放入高压反应釜中，在压力为1MPa、温度为50℃
的条件下搅拌60分钟，即获得油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的5-20纳米
Fe-CoSiO2合金纳米粒子；
b、制备透平油基磁性液体
透平油基磁性液体的质量组成为：油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷修饰的
Fe-CoSiO2合金纳米粒子5-25％，透平油75-95％，以上配方比例按质量份计
算；其制备方法如下：
①按上述透平油基磁性液体的组成配方分别取油酸-二羟基聚二甲基硅氧烷
修饰的Fe-CoSiO2合金纳米粒子、透平油；
②先将透平油加热到40℃-55℃，再将油酸-二羟基聚二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维民，郑卓，李志杰，史桂梅，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21