[发明专利]二元磁性液体制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及基于强磁性纳米微粒和弱磁性纳米微粒共存于基液中构成的磁性液体。

背景技术

磁性液体是由粒径为10nm左右的磁性纳米微粒作为悬浮相分散于基液中构成的胶体悬浮液。这种液态磁性纳米材料的物理性质具有响应外磁场的特性。为防止微粒团聚，法国人Massart于1980年提出了一种使铁氧体MFe₂O₄(M＝Fe、Co、Mn等二价金属)纳米微粒表面吸附带电基团，依靠静电排斥力保持微粒分散的方法。这种磁性液体被称作“离子型磁性液体”或者“电偶层磁性液体”。对于吸附H⁺的微粒形成的离子型磁性液体，微粒的带电程度可由磁性液体中的H⁺与金属原子(3价Fe和2价的M)的摩尔比即Q值反映：

Q=[H+][Fe(III)+M(II)]---(1)]]>

现有的磁性液体中的磁性纳米微粒通常为强磁(铁磁或亚铁磁)性的纳米微粒。这类强磁性纳米微粒如同磁偶极子，具有固有磁矩。在磁场作用下，微粒磁矩将趋于场方向，通过相互作用形成类链团聚结构。因此其光学、流变学、磁学等物理性质会产生相应变化。另一方面，铁磁或亚铁磁纳米微粒由于静磁相互作用，在合成中难以避免地形成短链、闭合环等自组装结构，使磁性液体的品质降低。

弱磁性的顺磁纳米微粒没有固有磁矩，在磁场作用下会产生与磁场方向一致的感生磁矩，其悬浮液如同磁极化的微粒气体。这种顺磁液体既无自组装结构，也不能形成场致结构。

发明内容

本发明提出了由强磁性的亚铁磁纳米微粒和弱磁性的顺磁纳米微粒构成的离子型磁性液体，称之为“二元离子型磁性液体”。在这种二元离子型磁性液体中，场致结构及场致物理效应主要源于强磁部分，弱磁部分可产生调变效应。

为叙述方便，在本说明中的以下部分，“A微粒”、“A液体”代表“强磁性微粒”、“强磁性液体”；“B微粒”、“B液体”代表“弱磁性微粒”、“弱磁性液体”；“AB液体”代表“二元磁性液体”。

对于磁性液体，微粒体积分数(＝微粒体积/(微粒体积+基液体积))是一个重要的特征参数。对于二元磁性液体，因为含有两种磁性不同的A、B微粒，因此其微粒体积分数需有特殊的定义。根据磁性液体的微粒体积分数的一般定义，可得到二元磁性液体的体积分数为：

=φAB,A+φAB,B]]>

φ_AB，A、φ_AB，B称之为二元磁性液体中的A微粒和B微粒的分体积分数，而φ_AB称之为二元磁性液体的总体积分数。对于φ_AB相同的二元磁性液体，若φ_AB，A、φ_AB，B不同(即φ_AB，A与φ_AB，B的比值不同)，则相应的二元磁性液体的性质会有差别。因此，由A、B两种微粒组成的A、B二元磁性液体，其体积分数应由总体积分数φ_AB和两个分体积分数φ_AB，A、φ_AB，B表征。

本发明提出的二元磁性液体制备方法如下：