延长使用寿命的磁流变流体及其制备方法和磁流变阻尼器技术

本发明专利技术公开了延长使用寿命的磁流变流体及其制备方法和磁流变阻尼器

【技术实现步骤摘要】
延长使用寿命的磁流变流体及其制备方法和磁流变阻尼器


[0001]本专利技术涉及磁流变流体
，具体涉及长使用寿命的磁流变流体及其制备方法，以及使用这种磁流变流体的磁流变阻尼器
。

技术介绍

[0002]磁流变流体是一种随着磁场的施加其粘度发生变化的液体
。
由高磁导率
、
低剩磁的软磁颗粒通过表面活性剂的作用均匀分散于非导磁性载液中而构成的稳定悬浮液体系
。
磁流变流体的工作原理是：在外加磁场的作用下，每一颗粒都极化成磁偶极子，各个偶极子相互吸引，在两磁极板间形成的链束状结构像桥一样横架在极板之间，阻碍了流体的正常流动，使其产生类固体的特征
。
当去掉外加磁场时，流体又恢复到原来的状态，即磁流变液在液态和固态之间进行快速可逆的转换
。
固态化程度与电流强度成稳定可逆的关系，即控制电流强度就可以精确控制固态化磁流变液的剪切屈服强度
。
[0003]磁流变流体技术目前也已被逐渐应用于各种器件中控制阻尼力，如减震器
、
震动吸收器
、
人体假肢和弹性座椅等
。
磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的
、
可逆的
、
而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，非常容易实现智能控制
。
因此，磁流变液是一种用途广泛
、
性能优良的智能材料，磁流变流体的应用领域正在迅速扩大，磁流变技术和装备在全球和中国处于技术和应用大规模增长的时期
。
在军民用汽车
、
工程机械
、
工程车辆
、
医疗器械
、
工业加工和设备减震等领域，正在越来越多应用磁流变流体作为工作介质的磁流变阻尼器来实现减震
、
阻尼
、
缓冲等技术效果
。
[0004]磁流变流体在磁流变阻尼器中的使用寿命长期以来一直是需要解决的关键问题，并且磁流变流体本身的服役寿命在很大程度上可以决定磁流变阻尼装置
、
磁流变减振缓冲设备的使用寿命
。
在工程机械领域
、
越野减震领域
、
装甲减震领域使用磁流变阻尼器时，往往需要磁流变流体的使用寿命比一般减震场景的使用寿命更长，以获得更好的用户体验和性能，为用户提供更低的使用成本
。
如果要提升磁流变流体的使用寿命，则需要尽可能的防止磁性颗粒在工作过程中颗粒的磨损或破碎
。
[0005]现有磁流变流体体系使用的磁性颗粒由于体系单一
、
颗粒分布离散性较大
、
颗粒表面可能存在缺陷，导致磁流变流体中单一磁性颗粒不能兼顾吸能与提供刚度，在长时间工作下会发生磨损和破裂现象，过多磁性颗粒的破损会导致磁流变流体中的非磁流变流体设计所需的尺度和
/
或形状的磁性颗粒过多，导致磁流变流体的性能发生费所需的劣化，例如使零磁场粘度变大
ꢀ–ꢀ
即零磁场下的初始阻尼力非所需地变大或者变得不稳定，抗沉降性能变差，磁流变流体的耐久性由此而降低，或者磁流变流体因此失效，无法满足一些长使用寿命的场景需求
。
当前磁流变流体技术在某些应用领域，例如在磁流变阻尼应用技术等的使用过程中，必须要关注磁流变流体的使用寿命问题
。
[0006]US 5645752A
公开了一种磁流变材料，包括：基于磁流变材料的总体积，载流体的约
40
至
95
体积百分比；顺磁性
、
超顺磁性或铁磁性颗粒组分，其粒径范围为约
1.0
至
500
微米；基于磁流变材料的总体积，
0.1
至
10
体积百分比的至少一种触变添加剂，其选自亲水性
有机硅低聚物和共聚有机硅低聚物，其中有机硅低聚物具有有机硅和有机硅 嵌段或接枝排列的单体单元；和胶体添加剂，该胶体添加剂是含有表面羟基的金属氧化物粉末，其中金属氧化物的表面通过表面羟基与有机官能单体硅烷或硅烷偶联剂的反应而被赋予疏水性
。US 5645752A
通过被赋予疏水性的胶体添加剂来提高抗沉降性能，从而提高长期耐用性，其利用了触变网络提供稳定性以防止颗粒沉降的磁流变材料
。
[0007]US 6599439 B2
公开了一种磁流变流体可磁化颗粒组分，包括：机械硬的可磁化颗粒，其硬度大于洛氏硬度 B50
，粒径小于约 10 微米，并且选自未还原的羰基铁颗粒
、
钴铁合金颗粒及其混合物；主要由聚
α
烯烃和增塑剂组成的载液；未经处理的气相二氧化硅；和乙氧基胺
。US 5645752A
中提出，关于耐久性，流体必须能够在很长一段时间内保持有用，并且必须对容纳它的设备的磨损最小
。
在含有金属颗粒的 MR 流体中，自然选择的是那些研磨性最小的金属颗粒，例如机械柔软且可压缩的颗粒
。
由于机械硬质颗粒固有的磨蚀性和难以形成稳定的流体配方，因此对机械硬质颗粒所做的工作有限
。
关于稳定性，流体配方必须限制颗粒沉降，增稠剂和触变剂可用于此目的
。
但重要的是选择一种限制沉降的试剂，同时还限制流体在“关闭状态”(
即未施加磁场时
)
的表观粘度
。
关于屈服应力，流体配方必须使得在“开启状态”(
即，当施加磁场时
)
流体提供所需的阻尼
。
[0008]因此，随着技术和应用场合的发展和变化，磁流变流体
的一些应用场景迫切需要更长使用寿命
、
更耐用的磁流变流体，以克服现有技术中的上述技术缺陷，解决上述不足和其它的技术问题
。
[0009]本专利技术说明书的此
技术介绍
部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本专利技术范围的主题
。

技术实现思路

[0010]鉴于以上所述以及其它更多的构思而提出了本专利技术
。
本专利技术旨在解决以上的以及更多的技术缺陷和问题
。
[0011]在微观摩擦学领域，微米尺度微粒的摩擦学特性和摩擦学机理表明，具有较高硬度
、
较好的球形度和良好分散性是微米尺度微粒发挥抗磨减摩性能的重要条件
。
[0012]根据本专利技术的一个可选的技术路径的实施例，可使用气破工艺对磁性颗粒进行表面整形，控制磁性颗粒的球形度与颗粒的分散性，为磁性颗粒提供更好的分散性与球形度
。
换句话说，可通过使用气破工艺来对磁性颗粒进行表面整形，并使所需粒径的磁性颗粒的范围尽可能小，使得所需粒径的磁性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种延长使用寿命的磁流变流体，其特征在于，所述磁流变流体包含：总体呈球状的微米尺度的磁性颗粒，其含量占所述延长使用寿命的磁流变流体的总重量的
40
‑
95%
；载液；和添加到所述载液中的添加剂；其中，所述载液和所述添加剂的含量为所述延长使用寿命的磁流变流体的总重量的余量；并且其中，所述磁性颗粒是经过气破整形处理的
。2.
根据权利要求1所述的磁流变流体，其特征在于，所述磁性颗粒中的至少一部分是渗碳处理或含
FeC3晶体的磁性颗粒
。3. 根据权利要求2所述的磁流变流体，其特征在于，所述渗碳处理的磁性颗粒与全部所述磁性颗粒的比例在5ꢀ‑ꢀ
15%
重量的范围内
。4.
根据权利要求2所述的磁流变流体，其特征在于，所述渗碳处理包括渗碳后的低温回火步骤
。5.
根据权利要求1所述的磁流变流体，其特征在于，所述磁性颗粒上包裹有表面改性包覆层
。6.
根据权利要求5所述的磁流变流体，其特征在于，所述表面改性包覆层的材料选自有机硅氮烷
、
有机硅氧烷
、
硅酮树脂和聚酰亚胺树脂中的一者
。7.
根据权利要求1所述的磁流变流体，其特征在于，所述添加剂包含下列中的至少一种：表面活性剂
、
分散剂
、
防沉降剂
、
有机触变剂，增稠剂，抗氧化剂，润滑剂，粘度调节剂
、
阻燃剂
、
有机粘土类流变性添加剂和含硫化合物
。8. 根据权利要求1‑7中任一项所述的磁流变流体，其特征在于，所述磁性颗粒的粒径集中在2ꢀ–ꢀ
15
微米的范围内
。9.
一种延长使用寿命的磁流变阻尼器，其使用根据权利要求1‑8中任一项所述的磁流变流体作为工作流体
。10.
一种制备延长使用寿命的磁流变流体的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：提供微米尺度的磁性颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦浩，王泽浩，
申请(专利权)人：深圳博海新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：