【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面技术强化多相流控制，特别是涉及一种磁颗粒限域振动材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、在当代科技发展迅猛的背景下，汽泡和液滴是常见的流体微观结构，广泛存在于生活和工业生产中。主动调控汽泡和液滴已成为研究和应用领域的重要课题。
2、自然界中，汽泡和液滴的形成往往受到表面张力和粘附力的影响。它们在汽车引擎冷却以及在地球大气中形成云和降雨等重要过程中起着关键作用。然而，有时候这些汽泡和液滴的存在会引发负面影响，比如在工业生产中，汽泡可能导致设备管道堵塞，液滴的不稳定性影响了化学反应的效率。为了解决这些问题，科学家们开始研究和探索主动调控汽泡和液滴的手段。通过调整外界因素，如温度、压力、电场等，以及设计表面纹理和涂层，可以实现对汽泡和液滴的精准控制。这样的研究不仅有助于优化工业工艺和能源利用效率，还有望开启新的应用领域，例如微流控技术、生物医学、环境科学等。
3、除此之外，主动调控汽泡和液滴手段的研究也为人们对自然界复杂现象的理解提供了新的视角。通过揭示和研究微观流体行为背后的原理和机制，科学家们希望能够发展出更多的工具和技术，促进科学的进步和人类社会的可持续发展。当前，主动调控汽泡和液滴手段的研究在多个领域都取得了重要进展。例如，在工业生产中，通过对液泡的调控，可以提高流动传热效率、减小管道堵塞风险、改善工艺流程质量等。在微流控领域，利用电场调控液滴的运动和分割等，已被广泛应用于医学、生物实验等领域，为人类健康和生物科学研究带来了新的进展。在相变传热领域，汽泡液滴的形成和运动对于边界层流动和
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种磁颗粒限域振动材料及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种磁颗粒限域振动材料，包括多孔结构材料及限域在所述多孔结构材料内部的磁颗粒；所述磁颗粒能与所述多孔结构材料外的环境接触。
4、作为本专利技术的进一步优选，所述磁颗粒与所述多孔结构材料分别独立的经亲水或疏水处理。
5、作为本专利技术的进一步优选，所述多孔结构材料的导热系数不低于60w/(m·k)。
6、作为本专利技术的进一步优选，所述多孔结构材料为铜、铝或不锈钢。
7、作为本专利技术的进一步优选，所述磁颗粒的材料为钢、镍或铁。
8、作为本专利技术的进一步优选，所述磁颗粒为微纳米级。
9、本专利技术还提供一种磁颗粒限域振动材料的制备方法，包括以下步骤：
10、将所述磁颗粒嵌入第一多孔材料中，之后在所述第一多孔材料表面覆盖第二多孔材料，实现所述磁颗粒在所述多孔结构材料中的限域，得到所述磁颗粒限域振动材料。
11、作为本专利技术的进一步优选，所述第二多孔材料的孔径小于所述第一多孔材料的孔径。
12、作为本专利技术的进一步优选，所述第一多孔材料通过基底与第三多孔材料复合得到，制备方法包括如下步骤：
13、(1)将基底(优选铜、铝或不锈钢)与第三多孔材料(优选铜网、铜泡沫、铝网或不锈钢网)通过真空热压工艺实现结合，得到所述第一多孔材料；
14、(2)将所述磁颗粒嵌入所述第一多孔材料的孔结构中，之后利用所述第二多孔材料(优选薄铜网、薄铝网、薄不锈钢网或薄泡沫铜)覆盖所述第一多孔材料，并通过真空热压工艺实现所述第一多孔材料与所述第二多孔材料的结合，得到所述磁颗粒限域振动材料。
15、作为本专利技术的进一步优选，所述多孔结构材料通过经亲水或疏水处理的第一多孔材料和经亲水或疏水处理的第二多孔材料复合得到。
16、作为本专利技术的进一步优选，步骤(1)中真空热压工艺的真空度≤6.7×10-3，烧结温度为600℃～900℃，烧结时间为20～60min；步骤(2)中真空热压工艺的真空度≤6.7×10-3，烧结温度为200℃～300℃，烧结时间为20～60min。
17、本专利技术进一步提供上述磁颗粒限域振动材料在流体流动控制中的应用，该磁颗粒限域振动材料在流体流动控制过程中只需施加磁场即可。
18、作为本专利技术的进一步优选，磁场强度在20gs以上，频率在0～10hz之间。
19、本专利技术的磁颗粒限域振动材料能有效调控流体中液滴和/或汽泡的运动与迁移。
20、本专利技术公开了以下技术效果：
21、本专利技术提供一种全新的局部振动结构材料，为一种动态界面结构，以匹配流体中流体流形、液滴和汽泡演化的整个过程，将磁性颗粒封装在多孔结构材料中，通过内部磁性颗粒扰动来调控表面上液滴的运动与迁移；本专利技术的磁颗粒限域振动材料可以应用到流体控制领域，实现流体中汽泡和液滴的调控。
22、通过对磁颗粒限域振动材料的多孔结构材料部分和磁性颗粒进行亲水或疏水的处理，可以获得不同润湿性的磁颗粒限域振动材料。通过改变多孔结构材料表面以及磁性颗粒的润湿性，进而通过内部磁性颗粒扰动来调控表面上液滴的运动与迁移，该磁颗粒限域振动材料对于控制汽泡和液滴的润湿行为与两相流动、多相流动具有重要的作用。
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1.一种磁颗粒限域振动材料，其特征在于，包括多孔结构材料及限域在所述多孔结构材料内部的磁颗粒；所述磁颗粒能与所述多孔结构材料外的环境接触。
2.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述磁颗粒与所述多孔结构材料分别独立的经亲水或疏水处理。
3.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述多孔结构材料的导热系数不低于60w/(m·K)。
4.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述多孔结构材料为铜、铝或不锈钢。
5.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述磁颗粒的材料为钢、镍或铁。
6.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述磁颗粒为微纳米级。
7.如权利要求1或2所述的磁颗粒限域振动材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一多孔材料通过基底与第三多孔材料复合得到，制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中真空热压工艺的
10.如权利要求1-6任一项所述磁颗粒限域振动材料在流体流动控制中的应用，其特征在于，在流体流动控制过程中施加磁场。
...【技术特征摘要】
1.一种磁颗粒限域振动材料，其特征在于，包括多孔结构材料及限域在所述多孔结构材料内部的磁颗粒；所述磁颗粒能与所述多孔结构材料外的环境接触。
2.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述磁颗粒与所述多孔结构材料分别独立的经亲水或疏水处理。
3.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述多孔结构材料的导热系数不低于60w/(m·k)。
4.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述多孔结构材料为铜、铝或不锈钢。
5.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，所述磁颗粒的材料为钢、镍或铁。
6.根据权利要求1所述的磁颗粒限域振动材料，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：温荣福，李佳利，王松柏，王梦尧，赵梦晓，郝婷婷，马学虎，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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