Магнитореологическая жидкость

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи966104

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 24.07.78 (21) 2648066/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень М9 38

Дата опубликования описания 1 1082

Р1 Ц К з

С 09 К 3/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 541. 67 (088. 8) (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. A. В. Лыкова (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, чувствитель ные к электрическим полям, содержащие дисперсную фазу в виде порошка гидроокисей металлов., таких как

Fe0, Fe<0> $п0 и дисперсионную среду в виде минеральных масел, загущенных гелеобразующими добавками, например "металлическими мыпами" (11.

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 следующем соотношении, вес.%:

Карбонильный железный nopo- l шок 92,2

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

Дистеариново- кислый алюминий . 0,33

Однако термочувствительность та5 кой жидкости невысока. Температура

Кюри, при которой отмечается максимум изменения магнитных свойств, для карбонильного железа составляет 770оС

При такой температуре использование

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

2р Целью изобретения является создание такой магнитореологической жидкости, которая обладала бы высокой термочувствительностью в магнитном поле.

Поставленная цель достигается тем, что магнитореологическая жидкость на основе дисперсной фазы в виде порошка магнитного материала и дисперсионной среды, загущенной гелеобразующими добавками, в качест. ве дисперсной фазы она содержит

966104 порошок марганец-цинкового феррита, в качестве дисперсионной среды полиметилсиликоновую жидкость, а в качестве гелеобразующих добавок— аэросил при следующих соотношениях компонентов, вес.Ъ: 5

Полиметилсиликоновая жидкость 50-65

Аэросил 1-5

Порошок феррита Остальное, 10

Физико-химические свойства марганец-цинкового феррита таковы, что

его магнитная восприимчивость существенно зависит от температуры, причем зта зависимость усиливается при приближении к температуре Кюри.

Значит при воздействии постоянного магнитного поля сила диполь-дипольного взаимодействия частиц определяется. только зависящими от темпера- 0 туры магнитными свойствами. Кроме того, полиметилсиликоновая жидкость хорошо смачивает вводимые инградиенты, а значит способствует образованию пространственных структур и получению устойчивой системы в целом.

Используемый в качестве гелеобразующего аэросил образует структуру обратимо востанавливающуюся после сдвигового деформирования даже при наличии сильного температурного поля,З0 вплоть до температур, приближающихся к температуре Кюри, испольэованного ферромагнетика. Гелеобразующие и тиксотропные свойства такой системы стабильны. 35

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 (MnZnферрита) от.температуры.

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

45

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

Приготовление магнитореологической55 жидкости осуществляют следующим образом.

Полиметилсилоконовую жидкость (ПМС-100) заливают в ступковую мельницу, куда добавляют необходимое ко- 60 личество аэросила. Систему подвергают диспергированию в мельнице в течение 2-х ч. В систему добавляют порошок ферромагнитной дисперсыой фазы (flnZn - феррит) и всю систему подвергают дальнейшему диспергированию в течение 3-4 ч., Измерены значения вязкости Q в зави симости от температуры при различных 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, Э отН.

После двухнедельного срока эксплуатации в ротационном вискозиметре (устаиОвка 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 в спз, соответственно для крайних и средних значений компонентов состава предлагаемой магнитореологической жидкости в зависимости от температуры при скорости сдвига г = 27 с " и напряженности магнитного поля

600 Э.

Состав 1, вес.Ъг

Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 НМ 30

Полиметилсиликоновая жидкость марки ПМС-100 аэросил A-380

Состав 2; вес.В:

65

Чтобы оценить влияние температуры на изменение вязкости магнитореологической жидкости, обусловленное только .эффективном взаимодействия частиц и исключить по изменение вязкости несущей дисперсионной среды, результаты измерений удобно представить в виде зависимости (от, ф где ЭфН ЭФ, отн .

Ъэфн эфо

9 - температура Кюри Мп2пферрита;

- эффективная вязкость магнитореологической жидкости в магнитном поле при заданной температуре; †.вязкость без поля прн заданной температуреу н и - соответственно вязкость системы при наличии поля и без него при начальной температуре.

966104

Полиметилсиликоновая жидкость марки ПМС-100

Аэросил A-360

36,2

62, 55

1,25

60

100 оС

120 140

50

40 О 240

450 260 .610 300

800

1300

950

1450

1160

1700

2000!

50д

9Н

Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 HM

Полиметилсиликоновая жидкость марки

ПМС-100

Аэросил А-380

;Состав 3, вес.Ъ:

Порошок марганеццинкового феррита марки 3000 EIM

Состав 1 2000 1630

Состав 2 2500 1750

Состав 3 3010 2760

Формула изобретения

Магнитореологическая жидкость на основе,дисперсной фазы в виде порошка магнитного материала и дисперсионной среды, загущенной гелеобразующими добавками, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью придания жидкости термочувствительности в магнитном поле, в качестве дисперсной фазы она содержит поро-. шок марганец-цинкового феррита, в качестве дисперсионной среды-полиметилсиликоновую жидкость, а в качестве

5 таким образом, предлагаемый состав магнитореологической жидкости имеет широкий диапазон набора вязкостей, обладает высокой термочувствительностью в диапазоне температур

10 20-145 C и высокими эксплуатационными свойствами.

3 гелеобразующих добавок - аэросил при следующих соотношениях компонентов, вес.Ъ:

Полиметилсиликоновая жидкость 50-65

Аэросил 1-5

Порошок марганеццинкового феррита Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2661596, кл. 60-52, 1950.

35 2. Патент CttlA 9 2661825, кл. 192-21.5, 1953.

966104

Заказ 7777/37 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т ..Докшина

Редактор A. Химчук Техред Ж.Кастелевич Корректор В. Бутяга