磁流体怎么制作

乐多 问答 2022-06-26 20:31:25 阅读(...)

制作磁流体可以用碾磨法,把磁性材料和活性剂、载液一起碾磨成极细的颗粒,然后用离心法或磁分离法将大颗粒分离出来,从而得到所需的磁流体,这种方法是最直接的方法,但很难得到300nm以下直径的磁流体颗粒,想做较小颗粒的磁流体可用解胶法。

又称磁性液体、铁磁流体磁液,是一种新型的功能材料,它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。是由直径为纳米量级(10 纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。该流体在静态时无磁性吸引力,当外加磁场作用时,才表现出磁性,正因如此,它才在实际中有着广泛的应用,在理论上具有很高的学术价值。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。那如何制作磁流体呢?

Magnetic fluid 磁流体

如何制作磁流体

磁流体制备方法主要有研磨法,解胶法,热分解法,放电法等。

1. 碾磨法:即把磁性材料和活性剂、载液一起碾磨成极细的颗粒,然后用离心法或磁分离法将大颗粒分离出来,从而得到所需的磁流体。这种方法是最直接的方法,但很难得到 300nm 以下直径的磁流体颗粒。

2. 解胶法:是铁盐或亚铁盐在化学作用下产生 Fe3O4 或γ-Fe2O3,然后加分散剂和载体,并加以搅拌,使其磁性颗粒吸附其中,最后加热后将胶体和溶液分开,得到磁流体。这种方法可得到较小颗粒的磁流体,且成本不高,但只使用于非水系载体的磁流体的制作。

3. 热分解法:是将磁性材料的原料溶入有机溶剂,然后加热分解出游离金属,再在溶液中加入分散剂后分离,溶入载体就得到磁流体。

4. 放电法:其原理与电火花加工相仿,是在装满工作液(经常与载体相同)的容器中将磁性材料粗大颗粒放在 2 个电极之间,然后加上脉冲电压进行电火花放电腐蚀,在工作液中凝固成微小颗粒,把大颗粒滤去后加分散剂即可得到磁流体。

磁流体的应用领域

磁流体力学主要应用于三个方面:天体物理、受控热核反应和工业。

宇宙中恒星和星际气体都是等离子体,而且有磁场,故磁流体力学首先在天体物理、太阳物理和地球物理中得到发展和应用。当前,关于太阳的研究课题有:太阳磁场的性质和起源,磁场对日冕、黑子、耀斑的影响。此外还有:星际空间无作用力场存在的可能性,太阳风与地球磁场相互作用产生的弓形激波,新星、超新星的爆发,地球磁场的起源,等等。

磁流体力学在受控核反应方面的应用,有可能使人类从海水中的氘获取巨大能源。对氘、氚混合气来说,要求温度达到 5000 万到 1 亿度,并对粒子密度和约束时间有较高的要求。而使用环形磁约束装置在受控热核反应的研究中显出较好的适用性和优越性。

磁流体力学除了与开发和利用核聚变能有关外,还与磁流体发电密切联系。磁流体发电的原理是用等离子体取代发电机转子,省去转动部件,这样可以把普通火力发电站或核电站的效率提高 15~20%,甚至更高,既可节省能源,又能减轻污染。

飞行器再入大气层时,激波、空气对飞行器的摩擦,使飞行器的表面空气受热而电离成为等离子体,因此利用磁场可以控制对飞行器的传热和阻力。但由于磁场装置过重,这种设想尚未能实现。

此外,电磁流量计、电磁制动、电磁轴承理论、电磁激波管等也是磁流体力学在工业应用上所取得的成就。

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