納米CoFe-,2-O-,4-改性羰基鐵粉磁流變液的研究.pdf

1、本文針對(duì)提高磁流變液的磁致剪切應(yīng)力、改善抗沉降性和抗氧化性，提出了采用CoFe2O4納米粒子添加到羰基鐵粉磁流變液與制備Fe/CoFe2O4核殼復(fù)合粒子兩種改性方法。 首先采用正辛烷/十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)+正丁醇/水形成的反相微乳體系制備不同粒徑的CoFe2O4納米粒子，用XRD、TEM、VSM(振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))對(duì)納米粒子進(jìn)行了表征，并將其添加到不同比例的羰基鐵粉磁流變液中，用ARES2000電/磁流變儀測(cè)試了其流變

2、性能。發(fā)現(xiàn)通過(guò)改變CTAB/水、水/正辛醇的比例制備出了粒徑范圍在10～100nm的CoFe2O4納米粒子；小粒徑的納米粒子為球型，而大粒徑的納米粒子則逐漸成為紡錘狀結(jié)構(gòu)。粒子的粒徑與形狀對(duì)粒子的靜磁性能如比飽和磁化強(qiáng)度與矯頑力起著決定作用，粒徑為27nm的CoFe2O4納米粒子有最佳的靜磁性能。納米粒子的粒徑減小與矯頑力的增加對(duì)磁流變液的磁致剪切應(yīng)力有增益作用，該增益作用隨羰基鐵粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加而減弱。在一定范圍內(nèi)隨納米粒子添加量的

3、增加，磁流變液的比飽和磁化強(qiáng)度有下降的趨勢(shì)，磁致剪切應(yīng)力與初始粘度增加，但對(duì)于高羰基鐵粉質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的磁流變液，納米粒子容易產(chǎn)生團(tuán)聚使得磁致剪切應(yīng)力下降。而納米粒子的添加也可以改善磁流變液的抗沉降性，并且隨粒徑的減小改善效果有增加的趨勢(shì)。其次，采用非均相成核的方法制備Fe/CoFe2O4核殼復(fù)合粒子，用XRD、FT-IR、SEM、TEM、VSM對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行了表征，并將其配制成不同比例的羰基鐵粉磁流變液，用ARES2000電/磁流變儀測(cè)試

4、了其流變性能。在一定范圍內(nèi)增加Co2+/Fe的投料比，包覆層厚度增加，包覆層形貌由層狀逐漸轉(zhuǎn)變成顆粒狀。燒結(jié)過(guò)程則會(huì)使包覆層更加致密，也會(huì)使得復(fù)合粒子的各項(xiàng)靜磁參數(shù)增大。復(fù)合粒子的密度、比飽和磁化強(qiáng)度與矯頑力隨包覆層厚度的增加而下降。由于包覆層對(duì)內(nèi)核的保護(hù)作用，復(fù)合粒子的抗氧化性明顯強(qiáng)于純羰基鐵粉。對(duì)于高復(fù)合粒子質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的磁流變液，在各磁場(chǎng)下的磁致剪切應(yīng)力隨包覆層厚度的增加(10nm～20nm)而增加，這主要是由包覆層所形成的顆粒間的