[发明专利]一种磁流体及其动密封方法和应用

权利要求书

1.一种磁流体，其特征在于：所述磁流体中磁粉结构为多级尺度的Fe@Fe₃O₄核壳结构强磁纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体，其特征在于：所述多级尺度至少包括3～5nm尺度和20～30nm尺度；所述3～5nm尺度和20～30nm尺度的质量比为4:6。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁流体的动密封方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，按质量比例40％、60％选用3～5nm和20～30nm多级尺度的草酸亚铁，混合均匀；

S2，将配好的草酸亚铁置密闭炉中加热至700～750℃保温3～5min，随后随炉冷却；

S3，将S2获得的粉末置于反应釜中加入按体积比1:(1.3～1.5)加入浓度为5～8％柠檬酸水溶液，于50～60℃反应45～60min；

S4，按体积比1:(0.2～0.3)向S3反应后的反应釜中加入二辛基碳化丁二酸钠，并充分搅拌均匀，形成磁流体液；

S5，将S4所获得磁流体液注入并充满密封槽中；

S6，将密封槽装配上高磁性永磁环或电磁环实现对密封槽内磁流体控制。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：S2中，草酸亚铁受热分解得到氧化铁：

4FeC₂O₄+O₂＝2Fe₂O₃+2CO↑+2CO₂↑

氧化铁与密闭炉中氧反应生成Fe₃O₄；

Fe₃O₄表面被草酸亚铁受热分解所生成CO还原形成Fe壳，得到Fe@Fe₃O₄核壳结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：S3中，Fe@Fe₃O₄核壳结构被柠檬酸溶液蚀刻形成粗糙表面的核壳结构。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：S4中，磁流体液的粘弹性为30000～38000mPa·s。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述磁流体液中的Fe@Fe₃O₄核壳结构为3～5nm和20～30nm多级尺度梯度结构；磁表面张力大于45×10^-3N/m；爬杆高度＞10mm；耐密封压强＞0.3MPa。

8.根据权利要求1或2所述的一种磁流体在旋转式动密封设备和/或抽拉式动密封设备中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述抽拉式动密封设备包括高精密原位拉伸试验仪。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述旋转式动密封设备包括深水泵内部电机旋转轴和舰船螺旋推进器主轴。