磁流變液懸浮液高剪切分散機

一、產品名稱概述：水基磁流變液高速分散機，懸浮液高剪切分散機，車用磁流變液研磨分散機高分子新材料剪切細化機

二、磁流變液概述

磁流變液和磁流體是兩個容易混淆的概念。雖然它們都是用磁性微粒分散在合適的液態載體中形成的，但由于懸浮粒子的尺寸范圍不同,因而它們的物理特性和應用領域也不同[1]。 從粒子材料和尺寸上說，磁流體中懸浮粒子的直徑在1～10nm范圍內，通常用合適的表面活性劑將懸浮粒子分散在液體中，由于粒子的尺寸小，布朗運動可以阻止粒子沉淀和團聚，其穩定性能好；而磁流變液，懸浮粒子的直徑為0.1～500μm，粒子較大，布朗運動無法阻止顆粒沉淀和團聚，必須采取如表面包裹、復合等方法來降低整個顆粒的密度，提高材料的穩定性。從受外加磁場作用而表現出來的力學性能看，磁流體的屈服應力變化通常在幾Pa到幾百Pa之間；而磁流變液的屈服應力變化通常可達數十kPa，比磁流體的控制范圍大得多。再從二者應用角度看，磁流體主要是利用其粘度變化進行物質分離，機械裝置的承載和密封等；而磁流變液主要是利用其提供的大剪切力矩，制作阻尼器件，實現阻尼控制和力矩傳遞。 本文嘗試就我們的研究工作，向各位磁流體研究者介紹磁流變液的制備、機理、測試、應用和發展。

三、磁流變液制備工藝

磁流變液一般由鐵磁性易磁化顆粒、母液油和穩定劑三種物質構成。鐵磁性（軟磁性）固體顆粒有球狀、棒狀和紡錘狀三種形態，密度為7～8g/cm3，其中球形顆粒的直徑在0.1～500μm 范圍內。目前可用作磁流變液的鐵磁性固體顆粒是具有較高磁化飽和強度的鐵粉、純鐵粉或鐵合金 。由于鐵粉飽和磁化強度為2.15特斯拉，且物性較軟、具有可壓縮性、材料成本低、購買方便，已成為常用的材料之一。磁流變液的母液油（分散劑）一般是非導磁且性能良好的油，如礦物油、硅油、合成油等,它們須具有較低的零場粘度、較大范圍的溫度穩定性、*等特性。穩定劑用來減緩或防止磁性顆粒沉降的產生。因為磁性顆粒的比重較大，容易沉淀或離心分離，加入少量的穩定劑是必須的。磁流變液的穩定性主要受兩種因素的影響：一是粒子的聚集結塊，即粒子相互聚集形成很大的團；二是粒子本身的沉降，即磁性粒子隨時間的沉淀。這兩種因素都可以通過添加劑或表面活性劑來減緩。由超精細石英粉形成的硅膠是一種典型的穩定劑，這種粒子具有很大的表面積，每個粒子具有多孔疏松結構可以吸附大量的潮氣，磁性顆粒可由這些結構支撐均勻地分布在母液中。另一方面，表面活性劑可以形成網狀結構吸附在磁性顆粒的周圍以減緩粒子的沉降。穩定劑必須有特殊的分子結構，一端有一個對磁性顆粒界面產生高度親和力的釘扎功能團，另一端還需一個極易分散于某種基液中去的適當長度的彈性基團。將這三種物質按一定的比例混合均勻，即可形成磁流變液。

目前上關于磁流變液材料制備方法和工藝的報道比較多。用太倉希德機械德國技術產生直徑在200nm～5μm 的Co粒子，并將鐵顆粒表面復合此納米尺寸的Co粒子，形成鐵復合物為懸浮粒子制備的磁流變液。

四、制備磁流變液的重要因素

1.鐵粉的真密度

2.添加劑（表面活性劑）的使用

3.配方的選用不同*的結果*不同。

4.機械設備的搭配 ；設備的剪切速度，設備的每秒轉速，設備工作頭的精密度，轉速太低工作頭太粗是不會做出高質量的磁流變液。

五、磁流變液用研磨分散機的優勢

要提高懸浮液的穩定性，分散相顆粒的粒徑應盡量細小。但應該指出，根據前人所做的大量研究發現，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變為次要的因素，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當顆粒直徑小于某一細小尺寸時，此時，顆粒的布朗運動效應就不能忽略了，所以由于細小顆粒的布朗運動，而使得顆粒之間產生激烈地碰撞。若不加穩定劑，這些情況都會導致顆粒團聚，對體系的穩定是不利的。所以物料的分散中，顆粒粒徑并非越細越好，要觀察物料

的特性而定。分散就是要根據物料的特性與特點，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個較窄的尺寸范圍，并達到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩定。

1.在高速旋轉的轉子產生的離心力作用下，物料從工作頭的上下進料區域同時從軸向吸入工作腔。

2.強勁的離心力將物料從徑向甩入定、轉子之間狹窄精密的間隙中。同時受到離心擠壓、撞擊等作用力，使物料初步分散乳化均質。

3.在高速旋轉的轉子外端產生至50m/s，并形成強烈的機械及液力剪切、液層摩擦、撞擊撕裂，使物料充分的分散、均質、研磨、細化，同時通過定子槽射出。分散機就是通過與發動機連接的均質頭的高速旋轉，對物料進行剪切，分散，撞擊。在實驗或工業生產過程中要進行的混合、攪拌、分散、均質和研磨的應用。

4.物料不斷高速地從徑向射出，在物料本身和容器壁的阻力下改變流向，與此同時在轉子區產生的上、下軸向抽吸力的作用下，又形成上、下兩股強烈的翻動湍流。物料經過數次循環，完成分散、研磨、均質過程。

5.強勁的離心力將物料從徑向甩入定、轉子之間狹窄精密的間隙中，同時受到離心擠壓、液層摩擦、液力撞擊等綜合作用力，物料被初步分散。

6.物料不斷地從徑向高速射出，在物料本身和容器壁的阻力下改變流向，與此同時在轉子區產生的上、下軸向抽吸力的作用下，又形成上、下兩股強烈的翻動紊流。物料經過數次循環，完成分散過程

五、研磨分散機結構及參數

研磨分散機是由膠體磨分散機組合而成的高科技產品。

*級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的轉子之間距離。在增強的流體湍流下。凹槽在每級口可以改變方向。
第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好的滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是轉子齒的排列，還有一個很重要的區別是不同工作頭的幾何學征不一樣。狹槽寬度以及其他幾何學特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。

以下為型號表供參考：

磁流變液懸浮液高剪切分散機