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發(fā)布時(shí)間:2022-03-29 12:02:01 人氣:4142
磁流體制備方法主要有研磨法、解膠法、化學(xué)共沉淀法、熱分解法、蒸著法、放電法等。
(1)研磨法 具體是將磁鐵礦粉末(Fe3O4)與油酸及煤油按一定比例裝入配有研磨鋼球的鋼罐。用球研磨機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)10天的研磨即可。適宜的研磨條件是鋼球在研磨體中占30~40%,而磁鐵礦粉末占20%左右。納米顆粒即可通過(guò)鋼球在旋轉(zhuǎn)的鋼罐中高速滾動(dòng)研磨而成。所采用的是濕磨工藝。在干磨條件下是很難獲得小于60納米的顆粒材料的。所以加入的穩(wěn)定劑在研磨過(guò)程中,既可以促進(jìn)顆粒充分細(xì)化,又能保證膠體系統(tǒng)的形成。這種方法可適合制備不同鐵磁性材料和不同載液的各種磁流體產(chǎn)品,此法的主要缺點(diǎn)是研磨時(shí)間太長(zhǎng)和產(chǎn)量小。
(2)解膠法 是鐵鹽或亞鐵鹽在化學(xué)作用下產(chǎn)生Fe3O4或γ-Fe2O3,然后加分散劑和載體,并加以攪拌,使其磁性顆粒吸附其中,最后加熱后將膠體和溶液分開(kāi),得到磁流體。這種方法可得到較小顆粒的磁流體,且成本不高,但只使用于非水系載體的磁流體的制作。
(3)化學(xué)共沉淀法 所謂共沉淀法是在混合的金屬鹽溶液 (含有 2 種或 2 種以上的金屬離子)中加入適當(dāng)?shù)某恋韯?反應(yīng)生成均勻的沉淀產(chǎn)物。Elmore早先曾利用化學(xué)共沉淀法制備高分散鐵氧體型磁性液體,其化學(xué)原理如下:FeCl2+2FeCl3+8NaOH→Fe3O4↓+8NaCl+4H2O將稀釋的FeCl2和FeCl3水溶液按摩爾比1∶2在70℃時(shí)混合,加入過(guò)量的NaOH水溶液使混合溶液的pH控制在 10,以確保離子全部沉淀,同時(shí)加入適量表面活性劑 (如油酸)將生成的顆粒進(jìn)行及時(shí)地包覆,并配合以連續(xù)攪拌,其目的是為了嚴(yán)格控制顆粒長(zhǎng)大,獲得高度分散的沉淀產(chǎn)物。將水中的顆粒轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)幕d液中便可得到Fe3O4 基磁性液體。采用共沉淀法的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)溶液中的各種化學(xué)反應(yīng)直接得到化學(xué)成分均一的超微粉體;超微粉體的粒度及分布容易控制;易于工業(yè)化生產(chǎn)。目前,市場(chǎng)銷(xiāo)售的鐵氧體型磁性液體一般都是通過(guò)共沉淀法制備的。
(4)熱分解法 是將磁性材料的原料溶入有機(jī)溶劑,然后加熱分解出游離金屬,再在溶液中加入分散劑后分離,溶入載體就得到磁流體。
(5)蒸著法 是在真空條件下把高純度的磁性材料加熱蒸發(fā),蒸發(fā)出來(lái)的微粒遇到由分散劑和載體組成的地下液膜后凝固,當(dāng)下地液膜和磁性微粒運(yùn)動(dòng)到下地液中,混合均勻就得到磁流體。具體方法:在真空或惰性氣體保護(hù)的圓形容器內(nèi)放入表面活性劑與基載液,隨著旋轉(zhuǎn)容器的轉(zhuǎn)動(dòng),混合溶液貼附于轉(zhuǎn)桶的內(nèi)壁上形成一層液體薄膜,將鐵、鈷、鎳或其合金置于旋轉(zhuǎn)中心容器內(nèi)在2000℃甚至更高的溫度下使其蒸發(fā)成氣體狀態(tài),與桶內(nèi)壁的液體薄膜相接觸,冷凝成的超微粒子粒徑一般在2~10nm,轉(zhuǎn)桶通常以2r/min的速率旋轉(zhuǎn),金屬粒子不斷地溶解并分散于液體中,如此重復(fù)便得到磁性液體。真空蒸發(fā)法制備的金屬及其合金磁性液體穩(wěn)定性優(yōu)良、飽和磁化強(qiáng)度高,但整個(gè)設(shè)備復(fù)雜,同時(shí)還需抽真空,目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有利用這種方法來(lái)制備磁性液體。
(6)放電法 其原理與電火花加工相仿,是在裝滿工作液(經(jīng)常與載體相同)的容器中將磁性材料粗大顆粒放在2個(gè)電極之間,然后加上脈沖電壓進(jìn)行電火花放電腐蝕,在工作液中凝固成微小顆粒,把大顆粒濾去后加分散劑即可得到磁流體。
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