Магнитореологическая суспензия

МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ СУСПЕНЗИЯ, содержащая порошок карбонильного железа, керосиновую фракцию, полимер винил-н-бутилового эфира, -нафтол и аэросил, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прироста эффективной вязкости жидкости под воздействием магнитного поля, она дополнительно содержит порошок гамма-окиси железа и олеиновую кислоту при следующих соотношениях компонентов, мас.
Порошок гамма-окиси железа 1,3 15,4
Керосиновая фракция 24,7 46,4
Полимер винил-н-бутилового эфира 1,92 3,6
a -Нафтол 0,013 0,025
Аэросил 4,0 5,6
Олеиновая кислота 0,1 1,5
Порошок карбонилового железа До 100

Изобретение относится к составам магнитореологических суспензий, которые могут быть использованы как рабочая среда в элементах гидроавтоматики, управляемых магнитным полем.
Известны магнитореологические суспензии, содержащие дисперсную фазу в виде порошков магнитных материалов и дисперсионную среду в виде минеральных масел, загущенных гелеобразующими добавками, например металлическими мылами.
Из известных магнитореологических суспензий наиболее близкой к описываемой по составу и достигаемому эффекту является суспензия, содержащая, мас.
Порошок карбонильного железа Р-10 50-70
Жидкость гидравли- ческая АМГ-10 25,5-42,5 Аэросил А-380 4,5-7,5.
Гидравлическая жидкость АМГ-10 представляет собой смесь керосиновой фракции, полимера винил-н-бутилового эфира и -нафтола. Стабильность и эксплуатационные свойства такой магнитореологической суспензии довольно высоки, однако прирост эффективной вязкости под воздействием магнитного поля невысок, примерно в 10-12 раз.
Целью изобретения является создание магнитореологии ческой суспензии, которая обладала бы такой же высокой стабильностью и в то же время обеспечивала более сильный прирост эффективной вязкости в магнитном поле.
Поставленная цель достигается тем, что магнитореологическая суспензия, содержащая порошок карбонильного железа, керосиновую фракцию, полимер винил-н-бутилового эфира, -нафтол и аэросил, согласно изобретению дополнительно содержит порошок гамма-окиси железа и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.
Порошок гамма-окиси железа 1,3-15,4
Керосиновая фракция 24,7-46,4
Полимервинил-н-бути-
лового эфира (винипол ВТ-2) 1,92-3,6 -Нафтол 0,013-0,025 Олеиновая кислота 0,1-1,5
Порошок карбониль- ного железа До 100
В составе магнитореологической суспензии используют магнитомягкий порошок карбонильного железа Р-10 с частицами шарообразной формы диаметром 3,5 мкм. Коэрцитивная сила Н_с порошка Р-10 составляет 6,4 А/м, температура Кюри Т_к 1040 градусов, намагниченность насыщения В 2,2 Тл.
В качестве высокодисперсного магнитнотвердого порошка используют порошок гамма-окиси железа Т-6, который получают химически путем окисления магнетита. Форма частиц порошка Т-6 игольчатая, длина большой оси 0,3-0,7 мкм, что определяет их высокую коэрцитивную силу Н_с(24000-25600 А/м). Эти частицы представляют собой миниатюрные постоянные магниты, которые взаимодействуют с крупными частицами карбонильного железа и прикрепляются к ним одним из концов. Таким образом, вокруг каждой частицы карбонильного железа образуется оболочка из частиц гамма-окиси железа. Во внешнем магнитном поле вся ферромагнитная фаза намагничивается, при этом частицы гамма-окиси железа стремятся ориентироваться по полю длинной осью, образуя на поверхности частиц карбонильного железа своеобразную щетку. В сдвиговом потоке взаимодействие таких шероховатых образований вызывает дополнительную диссипацию энергии или, что то же самое, дополнительное приращение величины эффективной вязкости.
Количество частиц гамма-окиси железа при заданной концентрации карбонильного железа, должно быть строго оптимальным. При малой их концентрации невелика эффективная шероховатость образований, а при большой не все частицы участвуют в образовании щеток. Поскольку магнитная проницаемость частиц гамма-окиси железа намного ниже проницаемоcти чаcтиц карбонильного железа, то при прочих равных условиях (в последнем случае) снижается общая проницаемость суспензии, что влечет за собой снижение магнитореологического эффекта.
В табл.1 приведены составы предлагаемых суспензий.
Для приготовления магнитореологической суспензии компоненты используют в состоянии поставки. Способ получения суспензии состоит в следующем. Вначале смешивают порошок карбонильного железа, жидкость гидравлическую (25-40%) и аэросил, затем порошок гамма-окиси железа, оставшуюся часть гидравлической жидкости и олеиновую кислоту.
Для ускорения процесса диспергирования суспензии гамма-окиси железа и повышения ее агрегативной устойчивости в нее вводят поверхностно-активное вещество олеиновую кислоту. После диспергирования в течение 8 ч в шаровой мельнице обе суспензии смешивают в соответствии с заданной концентрацией компонентов. Таким способом приготовлен ряд составов и проведено измерение приращения из эффективной вязкости в магнитном поле (см.табл.2).
Измерения проведены на установке, основными рабочими узлами котоpой являются ротационный вискозиметр "Реотест 2" и электромагнит постоянного тока. Соосно-цилиндрическая измерительная ячейка вискозиметра заполняется магнитореологической суспензией, помещается в радиальное магнитное поле и регистрируется эффективная вязкость суспензии при ступенчатом изменении скорости одноосного сдвига ( 1,015-444,5 с^-1) и напряженности постоянного магнитного поля (Н 12,5-84 кА/м).
Полученные данные приведены в таблице, из которой видно, что при сохраненной стабильности относительный прирост эффективной вязкости предлагаемой магнитореологической суспензии в магнитном поле при оптимальной концентрации магнитотвердого порошка гамма-окиси железа в четыре раза превышает эту величину для известной суспензии.
Состав магнитореологической суспензии может найти применение в качестве рабочей жидкости управляемых демпферов и амортизаторов; для фиксации немагнитных деталей; в устройствах струйной автоматики.
МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ СУСПЕНЗИЯ, содержащая порошок карбонильного железа, керосиновую фракцию, полимер винил-н-бутилового эфира, -нафтол и аэросил, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прироста эффективной вязкости жидкости под воздействием магнитного поля, она дополнительно содержит порошок гамма-окиси железа и олеиновую кислоту при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Порошок гамма-окиси железа - 1,3 - 15,4
Керосиновая фракция - 24,7 - 46,4
Полимер винил-н-бутилового эфира - 1,92 - 3,6
a -Нафтол - 0,013 - 0,025
Аэросил - 4,0 - 5,6
Олеиновая кислота - 0,1 - 1,5
Порошок карбонилового железа - До 100