1、“.....具有液态载体的流动性 润滑性以及密封性。它是由纳米级以下的强磁性微粒高度弥散于种液 体之中所形成的稳定的胶体体系。通常强磁性微粒选用,除此之外还可 以是铁和氮化铁。磁性液体中的磁性微粒必须非常小,以致在基液中呈现紊乱 的布朗运动。这种热运动足以抵消重力的沉降作用以及削弱粒子间电磁相互 凝聚作用,不产生沉淀和凝聚。 磁性液体的组成 磁性液体的结构,是由单分子层表面 活性剂包覆的直径小于的单畴磁性颗粒高度弥散于种 载液中而形成的稳定固液两相胶体溶液。如图所示。 磁性液体的组成如下 图磁性液体的组成 纳米级磁性颗粒 磁性液体中的纳米磁性颗粒,如纳米级金属氧化物 及铁氧体等金属铁钴镍及其合金 或铁磁性氮化铁χχ,这些磁性颗粒粒径非常小,以至于在液体中 呈现出紊乱的布朗运动,这种热运动足以能够抵消重力的沉降作用和削弱粒子 间的电磁凝聚作用,在重力和磁场力的作用下,始终稳定地分散在载液中,不 凝聚也不沉淀......”。
2、“.....应该是那些永久地吸附在粒子界面上的表面活性剂, 它的特殊功能在于它既能适应于定的载液性质,又能适应于定粒子的界面 要求。这样的表面活性剂必须具有特殊的分子结构端有个对磁性粒子界 面产生高度亲和力的钉扎功能团,也称为头另端还需要有个极易分 散于种载液中且有适当长度的弹性尾,在许多表面活性剂分子中,其头 和尾通过醚键和铵键相连接。不同载液的磁性液体要选用不同的表面活性 剂,恰当的表面活性剂能防止磁性颗粒的氧化削弱静磁吸引力克服范德瓦 耳斯力的颗粒聚集改变磁性颗粒表面性质,使颗粒与载液浑成体,在磁场 力的作用下整体移动。 载液的种类很多,根据磁性液体用途的不同,般分为极性液体和非极性 液体,通常的载液有烃类酯类聚苯醚类氟化碳类硅油类液态金属水 银镓水煤油等。 综上所述,对载液和纳米级磁性颗粒均具有钉扎作用的表面活性剂若选择 适当,既能对磁性颗粒进行单分子层的包覆,又能和载液浑成体......”。
3、“.....是种性能独特 应用广泛的新型纳米液态功能材料。它只有在外磁场作用下才显示出奇异特性, 理想的磁性液体磁滞回线是条过坐标原点的形曲线,无磁滞现象。磁性液 体技术是门涉及物理化学力学流变学等多学科的交叉边缘学科,是材 料科学中的支新秀。 磁性液体的分类 磁性液体可以按磁性颗粒载液应用领域性能指标进行分类,最常用 的是按磁性颗粒的种类进行的分类。按磁性颗粒种类分为 铁酸盐系磁流体的超微粒子是铁酸盐系列,如 ,等 金属系磁流体的超微粒子选用等金属微粒及其合金如 氮化铁系磁流体的超微粒子选用氮化铁,因其磁性较强,故可获得较 高的饱和磁化强度。 磁性液体的特性 根据磁性液体所选基液的不同,磁液的主要物理性质有所差别,并且同 基液还可以适当调整其性能,通常其特性主要有 饱和磁化强度 饱和磁化强度单位为或表示磁性液体在外加磁场的作用下可产生 的最强的磁性,般为,但据有关资料,现在已经可 以达到近的磁性液体......”。
4、“..... 黏度η 黏度η单位为表示磁性液体的流动性能,是流体力学和流变学的重要 参数,该指标会对磁性液体应用技术产生定的影响。 磁性颗粒直径 学气相沉积法气相液相反应法等离子体活化法等。 以下主要介绍两种典型的制备方法。 化学共沉淀制备铁酸盐磁性液体 铁酸盐系磁性液体的纳米磁性颗粒般选用等, 采用化学共沉法制备。其反应式为 将生成的磁性颗粒吸附形成单分子层包覆的活性磁粒子, 再将其根据需要分散在不同的载体中进行离心处理后即得到铁酸盐系磁性液 体。 采用化学共沉法制备铁酸盐磁性液体,其工艺流程如图所示。 图化学共沉淀法制备铁酸盐系磁液工艺流程图 活性磁粒子的制备 所用仪器。 搅拌器三口瓶热浴锅温度计调压器温度控制仪磁座匀 浆机离心机红外干燥箱等。 活性磁粒子的制备。 制取稳定磁性液体的前提是制取纯度高磁性强颗粒直径小于 的活性磁粒子,具体操作如下 将价铁盐或与价铁盐或按物质的 量比混合,加热搅拌升温至。 加入溶液......”。
5、“.....温度为, 加热搅拌,温度升至左右保持。 加入油酸钠溶液,其物质的量比为温度为, 边搅拌边倒入三口瓶,并升温至左右,此时若停止搅拌,可观察到 黑色的活性磁粒子生成,且沉淀在三口瓶底部即分层,继续升温 至并保持以使其进步成熟。 ④用的盐酸调至。 磁座过滤,反复水洗多次,用试剂或溶液检查,直到 无或沉淀为止。 将湿的粒子移至表面皿放入红外干燥箱,烘干其温度不得超 过,以防自燃即制得活性磁粒子纳米磁颗粒。 磁性液体的制备 油基磁性液体的制备 将干燥后的活性磁粒子根据实际应用需要,与不同的载液,例如煤油 环己烷二甲苯癸烷十氢化萘等,按比例混合,放入电动匀浆机中, 以的转速搅拌,即形成油基磁性液体,再将其倒入离 心管,放入离心机,以的转速离心处理,滤除沉降物, 即得到稳定的油基磁性液体。 水基磁性液体的制备 根据亲油性活性磁粒子的特点经过第二种表面活性剂处理,形成二次 包覆,使亲油基向内,亲水基向外,即可形成水溶性活性磁粒子......”。
6、“.....轻轻搅拌,装入高速匀浆机内分散,再离心处理,滤除 沉降物,即可制得稳定性好饱和磁化强度高的水基磁性液体。 二酯基磁性液体的制备 油酸包覆的活性磁粒子不能直接分散于高沸点的二元酸酯中, 经过第二种表面活性剂作为中间媒介,通过置换的方法来制得二酯基磁性 液体。用普通蒸馏装置,称取干燥活性磁粒子,加入环己 烷起放入匀浆瓶内,在匀浆机内高速搅拌,然后再加入癸 乙酸二辛酯,放入匀浆瓶内高速搅拌,最后将所得溶液放入离心管 中,经高速离心甩出不溶物。所得磁液移至蒸馏瓶中,通过减压蒸馏 蒸出环已烷,即得二酯基磁性液体。 磁性液体参数的测定 以下对水煤油间二甲苯十氢萘二酯癸二酸二辛酯环己烷 等种不同载液的磁性液体进行了各项参数的测量。 密度比重的测定 采用液体密度天平,进行相对密度测量。首先对天平进行调零,将要 测试的磁性液体放入量筒内,将测锤放入筒内的磁性液体中,横梁失去平 衡,不断加放骑码,使天平重新平衡......”。
7、“.....具体实验结果见表。 表磁性液体的密度 载体溶剂密度 水 煤油 间二甲苯 十氢萘 二酯 环已烷 表面张力系数的测定 采用扭称测定磁性液体的表面张力系数。通过测量微小力来测表面张 力,利用作图法粗略得到磁性液体的表面张力系数,具体的实验结果见。 表磁性液体的表面张力系数 载体溶剂表面张力系数 水 煤油 间二甲苯 十氢萘 二酯 环已烷 饱和磁化强度的测定 采用型直流磁性测量装置测定磁性液体的饱和磁化强度。利用 感应原理进行测量,当感生电流经过冲击检流器时,产生感生电流的磁感 应强度,即测得在固定磁场中的饱和磁化强度。具体实验结果见表。 表磁性液体的磁饱和强度 载体溶剂饱和磁化强度 水 煤油 间二甲苯 十氢萘 二酯 环已烷 黏度的测定 采用旋转黏度计测定磁性液体的黏度,根据液体的黏度公式 ηκ其中,κ为转动格数,为黏度系数。通过测定黏度系数来测定磁性 液体的黏度......”。
8、“.....容易过滤的活性 纳米颗粒。通过大量的实验和多次的失败,我们感到要制备达到要求的活 性纳米颗粒有几个重要的物理化学参量,应当在以下范围内进行选取, 它们对制备纳米颗粒具有重要参考价值。 碱要适当过量 在价和价铁盐溶液中加入稍过量的以使铁离子反应完全,能生 成乌黑发亮的纳米磁粒子。否则,碱量少,溶液呈褐红色泥浆状,也不分层 碱太多,磁粒子虽黑,但产生泡沫太多,难下沉,也不好调整。碱适当过量, 几乎不用调整,实验证明,碱量过量为为好。 要调得适当 在反应过程中,保护溶液的适当是生成高质量的纳米颗粒的重要 因素。过大或过小都会使溶液浑浊,多泡沫,难分层,呈褐色泥浆状,极难 过滤,但只要调得合适,上述现象均消失。实验证明,溶液为时, 可避免产生泡沫,且有黑色纳米颗粒的生成,停机观察,可看到油光闪 亮的活性纳米磁颗粒......”。
9、“.....应快速加入铁盐溶液中,并伴有高速搅拌,反 应混合易呈现黑色,生成纳米颗粒而在加入表面活性剂油酸钠时,则应 缓慢加入,低速搅拌,使生成的纳米颗粒都能均匀地包覆上层油酸钠的 单分子层,否则就不能制备质量好的纳米磁粒子。 加料温度的影响 要制备出好的活性纳米磁粒子,加入溶液和油酸钠的温度很重要。 实验证明当加入物料的温度与三口瓶中溶液温度致时,可加速反应生成。例 如,加溶液温度应控制在,而油酸钠溶液应控制在。 磁力过滤 当制取的纳米颗粒比较细小时,极难过滤,在实践中我们制造了个 磁座,靠外界的磁力迅速使磁粒子沉淀,倾斜过滤,这样过滤既快又省水。 性能指标 实验室提供的水基煤油基间二甲苯和环已烷基磁性液体的密度表面 张力系数黏度和饱和磁化强度等参数基本达到国内同类产品指标,为磁性液 体的开发应用奠定了基础。 技术成熟程度 在实验室小量制备铁酸盐系磁性液体油基已摸索出成本低的配料,掌握 了新的工艺流程,可自给自足......”。
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