Fe3O4@SiO2型硅油基磁性液體制備與表征.pdf

1、硅油基磁性液體憑借其優(yōu)良的粘溫性能和卓越的理化性能在航空航天領(lǐng)域尤其是在空間阻尼減震、密封中有著獨(dú)特的應(yīng)用。為打破國(guó)外技術(shù)壟斷、制備出具有優(yōu)異性能的硅油基磁性液體，本課題進(jìn)行了一些有意義的探索。
　　以化學(xué)共沉淀法和正硅酸乙酯水解法并用硅烷偶聯(lián)劑A1120包覆制備了核殼型納米磁性顆粒Fe3O4@SiO2;采用超聲分散與高能球磨振蕩相結(jié)合的分散方式將磁性顆粒分散在基載液硅油中制備了硅油基磁性液體。
　　采用透射電子顯微鏡、振動(dòng)

2、樣品磁強(qiáng)計(jì)、紅外光譜儀、X-射線衍射儀、能譜分析儀、接觸角測(cè)定儀等多種測(cè)試手段對(duì)制備的核殼型納米磁性顆粒的粒徑、顆粒表面包覆情況及元素含量、成分、飽和磁化強(qiáng)度、包覆后的磁性顆粒與硅油的潤(rùn)濕性等進(jìn)行了表征分析，采用MCR302旋轉(zhuǎn)流變儀、LC振蕩電路、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)制備的硅油基磁性液體的流變性能、穩(wěn)定性、飽和磁化強(qiáng)度等進(jìn)行了表征分析。其中采用接觸角測(cè)定儀測(cè)定顆粒的潤(rùn)濕性、LC振蕩電路測(cè)定硅油基磁性液體的穩(wěn)定性都屬于具有創(chuàng)新性的表征手段。

3、
　　在制備核殼型納米磁性顆粒Fe3O4@SiO2時(shí)，主要針對(duì)反應(yīng)物添加順序、前驅(qū)體溶液pH、包覆溫度、包覆劑用量等影響因素設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析并優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)工藝步驟;最佳的實(shí)驗(yàn)工藝分別是:先加入FeCl2與FeCl3及沉淀劑，后加入TEOS及相關(guān)催化劑;正硅酸乙酯在溶液中發(fā)生水解與縮聚反應(yīng)的適宜pH分別是4～5和9～10;最佳包覆溫度為50℃;Fe3O4與SiO2的最佳摩爾比是25∶9。制備的核殼型納米磁性顆粒的粒徑為15～20n

4、m，單分散度高，飽和磁化強(qiáng)度達(dá)56.2733emu/g，具有超順磁性。
　　采用兩步法制備硅油基磁性液體并著重分析了磁性顆粒含量對(duì)硅油基磁性液體性能的影響。結(jié)合流體力學(xué)知識(shí)對(duì)磁性液體的流變性能給出了合理的解釋。結(jié)果表明，顆粒含量越高磁性液體的飽和磁化強(qiáng)度越高，粘度也越高。本課題制備的硅油基磁性液體的飽和磁化強(qiáng)度達(dá)251.33Gs，具有超順磁性，與其他類型磁性液體相比具有優(yōu)良的粘溫性能，無(wú)外磁場(chǎng)時(shí)硅油基磁性液體屬于牛頓流體，有外磁場(chǎng)