[发明专利]一种用于电磁阻尼减振作用的微纳复合磁性液体的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于电磁阻尼减振作用的微纳复合磁性液体的制备方法，采用灵敏度分析法，确定不同微纳颗粒材料直径、形貌、磁化特性；表面活性剂种类；基载液种类；外部变量因素(温度、pH值和分散方式)等组分参数对磁性液体饱和磁化强度、黏度和润滑性的影响程度，以实现制备沉降稳定性较好的微纳复合磁性液，使其具备改善NES‑磁流变自调谐吸振器的饱和磁化强度和黏度，从而提高减振性能。

技术领域

本发明涉及一种磁性液体的制备方法，具体涉及一种用于电磁阻尼减振作用 的微纳复合磁性液体的制备方法。

背景技术

磁性液体是一种长期稳定存在的胶体，由基载液、微/纳米尺度的磁性颗粒 以及包裹在磁性颗粒表面的表面活性剂组成。磁性液体的第二类悬浮特性指的是， 磁铁浸没在磁性液体中受到的浮力大于阿基米德浮力，因此磁性液体可以将浸在 其中的、比重大于磁性液体的磁铁悬浮起来。基于磁性液体的第二类悬浮特性设 计的NES(非线性能量阱)-磁流变自调谐吸振器，其组成包括磁性液体和惯性 质量块，磁性液体起到刚性元件和阻尼元件的作用，惯性质量块由顺锥形永磁体 构成。此外，由于本器件的刚度是由非均匀磁场作用下磁性液体产生的轴向和径 向悬浮力提供，因此，使得NES-磁流变自调谐吸振器具有一个不恒定的自振频 率，它可以与液压管路的一系列模态发生瞬时共振捕获，实现目标能量传递，扩 大其减振频带，另外，通过振动特征对磁性液体的磁化特性(能够被外界磁场吸引并固定在一定位置，同时也能够控制磁性液体的流动)进行反馈控制，产生电 磁耗能效应，消耗NES-磁流变自调谐吸振器从液压管道吸收过来的振动能量， 实现混合振动控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种用于电磁阻尼减振作用的微纳复合 磁性液体的制备方法，以降低磁性液体的沉降稳定性和提高其饱和磁化强度为目 的。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

(1)采用灵敏度分析法，确定不同微纳颗粒材料直径、形貌、磁化特性； 表面活性剂种类；基载液种类；外部变量因素(温度、pH值和分散方式)等组 分参数对磁性液体饱和磁化强度、黏度和润滑性的影响程度，以实现制备沉降稳 定性较好的微纳复合磁性液，使其具备改善NES-磁流变自调谐吸振器的减振性 能。实验步骤分为：

(1)分散剂种类的选择

分散剂种类的选择是影响试剂沉降稳定性首要因素，该实验的主要步骤是， 首先采用电子天平分别称取SLS、CTMHB、SDBS、CMC、PEG含量为1％(质 量分数)与去离子水混合，然后将粒径10nm～100nm的Fe₃O₄纳米颗粒加入到 去离子水中，使KQ-100D型台式数控超声波水浴锅的温度设定为40℃，在水浴 条件下，超声分散制成纳米颗粒水溶液，30min后向溶液中添加10～100μm的 羰基铁粉。最后将制备好的分散剂溶液滴加到微纳颗粒水溶液中，并对其进行加 热均质处理，最后将其在40～50℃环境下进行机械搅拌，静置12h以上。

(2)分散剂含量的确定

根据实验一选择出分散效果较好的分散剂与微纳颗粒实验组，在其他实验条 件不变的情况下，改变分散剂的含量分别为0.00～0.25mol/L，得出分散剂的最 佳用量。

(3)基础液的选定

根据实验一和二得出分散剂种类与含量的最优组合，在此基础上制备基础液 分别为自来水、去离子水、RO反渗透膜处理水和乙醇的不同种类的微纳复合磁 性液。

(4)微纳复合材料粒径的选择

在实验三的基础上，分别选用平均粒径为10nm～100nm的Fe₃O₄纳米颗粒和 10～100μm的羰基铁粉进行试验。

(5)外部变量的影响因素