磁流变组合物与器件制造技术

本发明专利技术提供一种磁流变设备，使用窄的设计间隙，而且含磁响应组合物，显示出降低的阻断状态力和良好性能。更具体地说，本发明专利技术涉及具有确定间隙并使用磁响应组合物的磁流变设备，所述的组合物特征在于包括数均直径分布（ｄ↓［５０］）为６～１００微米的非球形磁响应粒子和至少一种可减少磁响应粒子之间颗粒间摩擦的减少摩擦添加剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及当置于磁场中时具有改进性能的磁流变组合物。更具体地说，本专利技术涉及具有改进的可控性的大粒子磁流变组合物。
技术介绍
磁流变流体是包含场极化的粒子组份和液体载体组份的磁场响应流体。磁流变流体用于控制振动和/或和/或噪音的设备或者系统中。已经提出磁流变流体可用于控制在各种各样的设备中的阻尼，比如阻尼器、减震器和弹性体的装置。同样提出它们可用于控制制动器、离合器和阀的压力和/或扭矩。磁流变流体被认为在许多应用场合优于电流变流体，因为它们显示出更高的屈服强度，可以产生更大的阻尼力。该粒子组份组合物通常包括微米尺寸的磁响应粒子。在磁场存在下，该磁响应粒子被极化，因此有序地成为粒子或者粒子小纤维链。该粒子链增加了流体的表观粘度(流阻)，导致形成具有屈服应力的固体，为引起磁流变流体流动必须克服所述的应力。当磁场移去时粒子回到无组织的状态，这降低了流体的粘度。磁流变流体中的许多磁响应粒子由分散在载流体内直径为1～10微米的球形铁磁的或者顺磁粒子组成。小尺寸的磁粒子容易悬浮，可使设计的设备具有小间隙。然而，使用小尺寸的粒子有许多缺点。例如，对于其中可能应用磁流变技术的应用场合，细的磁响应粒子的供应不充分。况且，使用铁微粒，由于用于得到这样的粒子的方法，限制了能被使用的治金学范围。最通常使用的铁，羰基铁，源自于五羰铁盐。该粒子通过沉淀“生长”，导致极低碳含量的球形未减小的粒子。做为选择，如果能使用大粒子代替微粒，可制备各种各样的金属的混合物，然后通过粒子减小法减少尺寸。进一步地，小的金属粉末可能难以处理，因为它们当接近微米尺寸时可有粉尘爆炸危险。另外，小直径磁响应粒子比较大粒子更加昂贵。根据Levin et al.的“Some Features of the MagnetorheologicalEffect”，J.Engin.Physics and Thennophysics，70(5)769-772(1997)，最广泛地使用和便宜的粉末羰基铁包含尺寸到微米的球状颗粒。Levin etal.研究了在磁场存在下分散的铁磁相粒子在宽的浓度范围内的磁流变悬浮体的流变性质。研究概要声称通过改变铁磁粒子的尺寸和形状、将非磁化粒子引入分散介质和通过将该介质加热到居里温度，可以使磁流变悬浮体的粘性应力增量的控制范围加宽。在本领域中需要一种磁流变组合物，其可利用便宜的大尺寸的非球形磁响应粒子，当用于磁流变流体时显示出优异的磁流变性能。本专利技术提供这样的一种组合物。
技术实现思路
本专利技术涉及一种磁流变组合物，包括具有数均直径分布d50为6～100微米的非球形磁响应粒子和处于磁响应粒子之间的至少一种减少颗粒间摩擦的添加剂。组合物的流体实施方式中进一步地包含一种载流体。本专利技术特别涉及磁流变流体，包括由水雾化生产的非球形磁响应粒子、至少一种位于磁响应粒子之间减少颗粒间摩擦的添加剂和一种载流体。本专利技术同样涉及包含上述流体的磁流变设备。根据本专利技术的阻尼装置包含合乎技术规范的装置间隙，其中磁流变组合物位于其中。附图简述附图说明图1是图解说明由磁流变控制流体产生的力与装置间隙之间的反比关系。图1a是用图表示当力对速度进行测定时实施例1中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图1b是用图表示当力对相对位置进行测定时实施例1中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图2是用图表示当力对速度进行测定时实施例2中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图2b是用图表示当力对相对位置进行测定时实施例2中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图3是用图表示当力对速度进行测定时实施例3中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图3b是用图表示当力对相对位置进行测定时实施例3中描述的本专利技术实施方式得到的性能曲线。图4是用图表示当力对速度进行测定时比较实施例A中得到的比较性能曲线。图4b是用图表示当力对相对位置进行测定时比较实施例A中得到的比较性能曲线。图5是用图表示当力对速度进行测定时比较实施例B中得到的比较性能曲线。图5b是用图表示当力对相对位置进行测定时比较实施例b中得到的比较性能曲线。图5是球形减小的羰基铁磁响应粒子的从扫描电子显微照相得到的数字图象。图6是由水雾化生产的非球形铁粒的从扫描电子显微照相得到的数字图象。图7是截面的侧视图，简单的示意MR阻尼装置的活塞部分。本专利技术的详细说明本专利技术使用的“力输出”意思是取决于不同的装置为阻尼力、扭矩、制动力或者类似的力。“屈服强度”是超过该屈服应力所需要的力。“屈服应力”是当置于磁场中时，为引起磁流变组合物流动必须要超过的应力，或者处于“接通状态”。本专利技术中不存在磁场称为“阻断状态”。本专利技术使用的“接通状态力”是由于施加磁场产生的装置的合力。“阻断状态力”意思是当没有施加磁场时由装置产生的力。本专利技术提供一种可用于使用窄的设计间隙的磁流变设备的磁流变组合物，并当置于磁场中时可提供改进的性能。具体地说，该磁流变组合物可提供改进的置于磁场中的接通状态和阻断状态的性能。进一步地，本专利技术提供一种磁流变组合物，当用作或者处于磁流变流体中时可传递减小的接通状态和阻断状态力。由于当前可获得的用于该用途的球形小尺寸磁响应粒子昂贵，长期以来希望利用大的非球状颗粒用于磁流变流体组合物。然而，已经发现在具有窄的设计间隙的设备中，在磁流变流体中使用不规则形状和较大直径尺寸的磁响应粒子，一旦磁响应粒子大小增加到某一水平，导致不稳定的出力和不可预知性的作用。况且，当大尺寸的非球形磁响应粒子用于窄的设计间隙设备中时，发生颗粒间摩擦，降低了磁流变组合物的工作特性。现在发现低成本大直径的磁响应粒子可用于磁流变组合物，而且根据本专利技术当在组合物中加入一种降低摩擦的添加剂时具有改进的性能。进一步地已经发现甚至不规则或者非球形的磁响应粒子可以用于具有窄的设计间隙的磁流变设备中，当提供这样的添加剂时具有良好的结果。因此，本专利技术提供一种使用一种组合物的磁流变设备，所述的组合物包括特定尺寸的磁响应粒子和可减少粒子之间的颗粒间摩擦的添加剂。一种磁流变流体可控制的阻尼器具有固定外壳、活动的活塞和场频信号发生器的主要部件。MR阻尼器具有两种基本模式的操作滑板和流动(或者阀)模式。两种模式的部件存在于每个MR阻尼器，流动或者阀模式的力组件占优势。阻尼器作为Coulomb或者Bingham类型阻尼器起作用，其中希望产生的力与活塞速度无关，因此在低或者零速情况下可以产生大的力。该独立性改进了阻尼器的可控性，使力成为磁场强度的函数，所述的磁场强度在电路中是电流的函数。图7描述横截面侧视图，简单的示意MR设备的活塞部分，是本领域众所周知的，而且充分地说明于1994年1月11日公开的U.S.No.5,277,281中。活塞位于外壳之内(未示意)。活塞杆上形成的活塞头30具有比该外壳内径更小的最大直径。在图7中，描述的活塞实施方式包含位于杯状组件53中缠绕于堆芯组件43上的线圈40。通过如下导线经由活塞的与线圈的电接线未示意，一种是连接到延伸经过活塞杆32的导电杆的第一端，连接到线圈绕组第一端的引线和来自线圈绕组另一端的接地线。未示意的活塞杆32的上端具有在其上形成的螺纹以连结到阻尼器上。外部电源通连到引线，取决于应用在12-24伏电压的情况下可提供0-4安培的电流。杯状组件53具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁流变组合物，包括数均直径分布为约６～约１００微米的非圆球形的磁响应粒子和至少一种减少磁响应粒子之间颗粒间摩擦的添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-11-1 10/286,3031.一种磁流变组合物，包括数均直径分布为约6～约100微米的非圆球形的磁响应粒子和至少一种减少磁响应粒子之间颗粒间摩擦的添加剂。2.权利要求1的磁流变组合物，其中所述的添加剂是无机钼化合物、碳氟聚合物或者其混合物。3.权利要求1的磁流变组合物，其中所述的添加剂含量为磁响应粒子的约0.1～约10％。4.权利要求1的磁流变组合物，其中磁响应粒子和至少一种添加剂作为基本上干燥的粉提供。5.权利要求1的磁流变组合物，其中提供的磁响应粒子的含量为磁流变组合物总量的约60～约90wt％。6.权利要求1的磁流变组合物，其中磁响应粒子是包含小于1％碳的铁粒子。7.权利要求1的磁流变组合物，其中添加剂是硫化钼或者磷酸钼。8.权利要求7的磁流变组合物，其中该添加剂是二硫化钼。9.权利要求1的磁流变组合物，其中添加剂是聚四氟乙烯。10.权利要求1的磁流变组合物，还包括载流体，选自天然的脂油、矿物油、聚苯醚、二元酸酯、新戊基多元醇酯、磷酸酯、聚酯、环烷油、石蜡油、不饱和烃油、合成烃油、环烷油、一元酸酯、乙二醇酯、乙二醇醚、合成烃、全氟聚醚和卤代烃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁K金茨，特瑞萨L福汉德，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]