Магнитореологическая жидкость Советский патент 1982 года по МПК C09K3/00 

(54) МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ

Изобретение относится к магнитореологическим жидкостям и может быть использовано как рабочая среда в элементах гидроавтоматики, управляемых магнитным и температурным полем, а также может найти широкое применение для построения управляе;мых температурным и магнитным полем элементов и систем гидроавтоматики. Известны жидкости, чувствительные к электрическим полям, содержащие дисперсную фазу в виде порошка . гидроокисей метсшлов, таких как FeO, , SnO и дисперсионную среду в виде минеральных масел, загущенных гелеобразующими добавками, например металлическими мылами 1.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является магнитореологическая жидкость 2, содержащая дисперсную среду в виде минеральных масел, загущенных гелеобразующими добавками. Известная магнитореологическая жидкость содержит компоненты в следукндем соотношении, вес.%: Карбонильный

железный поро-

шок92,2

Масло минеральное (вязкость 2-10 спз)7,4

Дистеариновокислый алюминий 0,33

Однако термочувствительность жидкости невысока. Температура Кюри, при которой отмечается максимум изменения магнитных свойств, для карбонильного железа составляет 770С При такой температуре использование

10 дисперсионной среды и гелёобразующих добавок уже невозможно, вследствие их разложения и сгорания при столь высокой температуре. Кроме того, для таких жидкостей отмечается деструкция и необратимое разруше15ние пространственной сетки загустителя, что приводит к потере системой гелеобразующих и тиксотропных свойств и устойчивости.

Целью изобретения является соз20дание такой магнитореологической жидкости, которая обладала бы высокой термочувствительностью в магнитном поле.

Поставленная цель достигается

25 тем, что магнитореологическая жидкость на основе дисперсной фазы в виде порошка магнитного материала и дисперсионной среды, загущенной гелеобразующими добавками, -в ,качест

30 ве дисперсной фазы она содержит

порслюк марганец-цинкового феррита, в качестве дисперсионной среды полиметилсиликоновую жидкость, а в качестве гелеобразунлдих добавок аэросил при следующих соотношениях компонентов, вес.%:

Полиметилсиликоновая жидкость 50-65 Аэросил1-5

Порошок феррита Остальное

Физико-химические свойства марганец-цинкового феррита таковы, что его магнитная восприимчивость существенно зависит от температуры, причем эта зависимость усилива ется при приближении к температуре Кюри. Значит при воздействии постоянного магнитного поля сила диполь-дипольного взаимодействия частиц определяется только зависящими от теютера туры магнитными свойствами. Кроме того, полиметилсиликоновая жидкость хорошо смачивает вводимые инградиентн, а значит способствует образованию пространственных структур и получению устойчивой системы в целом.

Используемый в качестве гелеобразующего аэросил образует структуру обратимо востанавливающуюся после сдвигового дефО1 1Ирования даже при наличии сильного температурного пол вплоть до температур, приближающихся к температуре Кюри, использованнго ферромагнетика. Гелеобразуюцие и тиксотропные свойства такой системы стабильны.

Кроме того, зависимость вязкости дисперсионной среды - силиконового масла от температуры незначительна и изменение вязкости всей магнитореологической жидкости обусловлена, главным образом, изменением магнитных свойств дисперсной фазы (MnZn феррита) от.температуры.

Количественное содержание компонентов выбрано из условия получения седиментационной и коагуляционной устойчивости системы,, обеспечиваю щих стабильность эксплуатационных свойств жидкости.

Для приготовления предлагаемой магнитореологической жидкости все используемые компоненты используются в состоянии поставки без дополнительной обработки.

Приготовление магнитореологическо жидкости осуществляют следующим образом.

Полиметилсилоконовую жидкость (ПМС-ЮО) заливают в ступковую мельницу, куда добавляют необходимое количество аэросила. Систему подвергают диспергированию в мельнице в течение 2-х ч. В систему добавляют порошок ферромагнитной дисперсной фазы (MnZn - феррит) и всю

систему подвергают дальнейшему диспергированию в течение 3-4 ч., , Д1змерены значения вязкости L в за симости от температуры при разлйчных скоростях сдвига.

На фиг. 1 представлены полученные результаты в виде графиков, на фиг. 2 - зависимость намагниченности насыщения использованной магнитореологической жидкости от температуры; на фиг. 3 - зависимость

отн. от .

йЧ

Чтобы оценить влияние температуры на изменение вязкости магнитореологической жидкости, обусловленное толькр эффективном взаимодействия час-тиц и исключить по изменен:ие вязкости несущей дисперсионной среды, результаты измерений удобно представить в виде .зависимости

готн--Нт)

де

. эФн . отн 1 -Ч

ЭФО

© - температура Кюри MnZnферрита;

Ч - эффективная вязкость магнитореологической жидкости в магнитном поле при заданной температуре;

-.ВЯЗКОСТЬ без поля при

ЭФi

заданной температуре/ 1эфн соответствепно вязкость системы при наличии поля и без него при начальной температуре.

После Двухнедельного срока эксплуатации в ротационном вискозиметре (установка работала по 4-5 ч ежедневно) результаты экспериментов не отличались более чем на 4-5%, что указывает на стабильность эксплуатационных свойств системы.

Ниже в таблице сведены значения ч в спз, соответственно для крайних и средних значений компонентов состава предлагаемой магнитореологической жидкости в зависимости от температуре, при скорости сдвига у 27 с и напряженности магнитного поля 600 Э.

Состав 1, весi%: .Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 НМ30

Полиметилсиликоновая жидкость марки ПМС-10065

Аэросил А-3805

Состав 2; вес.%:

Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 НМ Полиметилсиликоновая жидкость марки ПМС-100 Аэросил А-380

iCpcTas 3, вес.%: Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 НМ

.1..°.„1

Полиметилсиликоновая жидкость марки ПМС-100 Аэросил А-380

Таким образом, предлагаемый состав магнитореологической жидкости имеет широкий диапазон набора вязкостей , обладает высокой термочувствительностью в диапазоне температур 20-145 С и высокими эксплуатационными свойствами.

100 Г 120 I

140

80

Формула изобретения Магнитореологическая жидкость на основе дисперсной фазы в виде порошка магнитного материала и дисперсионной среды, загущенной гелеобразующими добавками, отличающаяся тем, что, с целью придания жидкости термочувствительности в магнитном поле, в качестве дисперсной фазы она содержит поро-. шок. марганец-цинкового феррита, в к честве дисперсионной среды-полимети силиконовую жидкость, а в качестве гелеобразующих добавок - аэросил при следующих соотношениях компонентов, вес.%: Полиметилсиликоновая жидкость50-65 Аэросил1-5 Порошок марганеццинкового феррита Остальное , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 2661596, кл. 60-52, 1950. 2.Патент США 2661825, кл. 192-21.5, 1953.

{ ..

,