一种磁性液体的制备方法
【专利摘要】本发明提出了一种磁性液体的制备方法，方法为配制Fe3+和Fe2+的混合液；生成纳米级Fe3O4颗粒；油酸包覆Fe3O4纳米颗粒；清洗被油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒；合成磁性液体。本发明的优点是：磁性液体阻尼减振器在实验中所有频率上对悬臂梁的振动都具有减振作用，而且同一减振器在小于1 Hz的振动频率范围内减振效果最好;当使用饱和磁化强度为27．01kA/m的磁性液体时达到了最好的减振效果;该减振器对弹性悬臂梁的减振作用分别随着其中永磁体半径和永磁体孔半径的增大而增大，而且永磁体与外壳间有一最佳间隙，使其在其它参数相同时对悬臂梁的减振作用达到最大。
【专利说明】
一种磁性液体的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种磁性液体阻尼减震性能方面的研究，具体为一种磁性液体的制备方法。
【背景技术】
[0002]磁性液体阻尼减振的粘性耗能研究:从磁性液体阻尼减振的原理可以发现:外部的振动能量主要是依靠磁性液体内部的粘性摩擦转化为热量从而耗散掉的，所以在研究磁性液体阻尼减振性能之前，就必须对磁性液体的粘度和粘性耗散能力进行探究。磁性液体阻尼减振过程中的粘性耗能:为了研究磁性液体阻尼减振过程中的粘性耗能，本文作者对磁性液体阻尼减振进行了流体动力学建模，基于模型计算了磁性液体内部的速度场，并推导出了能量耗散公式。为了得到更精确的动力学模型，做如下简化和假设:(I)磁性液体是不可压縮的；(2)当振动频率很小时，磁性液体内部的流动是准稳态的；(3)重力和磁体积力对磁性液体的流动没有影响；(4)磁性液体的流动沿Z方向没有变化，可简化为二维平面流动。
【发明内容】
[0003]本发明的技术方案如下:一种磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下:
(I)配制Fe3+和Fe2+的混合液;按铁离子总浓度为0.1?0.5mol/L的条件配制Fe3
+和Fe2+的混合液;其中Fe3+和Fe2+的摩尔比为1:1?2:1。
[0004](2)生成纳米级Fe304颗粒；不断搅拌步骤(I)得到的混合液，用浓氨水作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为20?80°C，熟化时间为10?60min ；
(3)油酸包覆Fe304纳米颗粒;加入I?1mL油酸，继续搅拌30?10min;再加入盐酸调节溶液的pH值为6?7，得到被油酸包覆的Fe304纳米颗粒；
(4)清洗被油酸包覆的Fe304纳米颗粒;磁分离Fe304纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe304纳米颗粒2?3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉；
(5)合成磁性液体;将步骤(4)得到的mg粉末与V mL煤油混合，搅拌，油浴加热30?10min,得到质量分数为Φι?的磁性液体，Φι?与m、V之间的关系为:<i)m=m/(m+0.8V)。
[0005]所述步骤(I)中优选混合液为500mL，铁离子总浓度为0.12mol/L，Fe3+和Fe2+的摩尔比为1.75:1。
[0006]所述步骤(2)中优选浓氨水为50mL，水浴温度为40°C，水浴熟化时间为30min。
[0007 ] 所述步骤(3)中优选加入油酸为6mL，搅拌60min。
[0008]所述步骤(4)中所得Fe304只需放在通风处一晚即可自然风干。
[0009]所述步骤(5)中优选油浴加热时间为45min，通过改变Fe304粉末与煤油的用量即可值得不同质量分数的磁性液体。
[0010]本发明的优点是:针对要求结构紧凑和能量耗散较小的场合，提出一种新的磁性液体阻尼减振器。该减振器利用磁性液体的独特性质，依靠液体的粘性阻尼耗散能量，是一种新型吸振装置。利用基于弹性悬臂梁的减振实验，研究多种实验参数对该减振器加于悬臂梁后减振效果的影响。实验结果表明，磁性液体阻尼减振器在实验中所有频率上对悬臂梁的振动都具有减振作用，而且同一减振器在小于I Hz的振动频率范围内减振效果最好；实验中同种结构参数的减振器当使用饱和磁化强度为27.0lkA/m的磁性液体时达到了最好的减振效果；该减振器对弹性悬臂梁的减振作用分别随着其中永磁体半径和永磁体孔半径的增大而增大，而且永磁体与外壳间有一最佳间隙，使其在其它参数相同时对悬臂梁的减振作用达到最大。
【具体实施方式】
[0011]实例一
一种磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下:
(I)配制Fe3+和Fe2+的混合液;按铁离子总浓度为0.12mol/L的条件配制Fe3+和Fe2+的混合液为500mL;其中Fe3+和Fe2+的摩尔比为1.75:1。
[0012](2)生成纳米级Fe304颗粒;不断搅拌步骤(I)得到的混合液，用浓氨水为50mL作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为40 0C，熟化时间为30min ；
(3)油酸包覆Fe304纳米颗粒;加入6mL油酸，继续搅拌60min;再加入盐酸调节溶液的pH值为6?7，得到被油酸包覆的Fe304纳米颗粒；
(4)清洗被油酸包覆的Fe304纳米颗粒;磁分离Fe304纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe304纳米颗粒2?3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉；
(5)合成磁性液体;将步骤(4)得到的mg粉末与V mL煤油混合，搅拌，油浴加热30?10min,得到质量分数为Φι?的磁性液体，Φι?与m、V之间的关系为:Φm=m/(m+0.8V)。实施例一效果最好。
[0013]实例二
一种磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下:
(I)配制Fe3+和Fe2+的混合液；按铁离子总浓度为0.15mol/L的条件配制Fe3+和Fe2+的混合液500;其中Fe3+和Fe2+的摩尔比为1.5:1。
[0014](2)生成纳米级Fe304颗粒;不断搅拌步骤(I)得到的混合液，用浓氨水50ml作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为60 80 0C，熟化时间为60min ;
(3)油酸包覆Fe304纳米颗粒;加入4mL油酸，继续搅拌50min;再加入盐酸调节溶液的pH值为6?7，得到被油酸包覆的Fe304纳米颗粒；
(4)清洗被油酸包覆的Fe304纳米颗粒;磁分离Fe304纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe304纳米颗粒2?3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉；
(5)合成磁性液体;将步骤(4)得到的mg粉末与V mL煤油混合，搅拌，油浴加热30?10min,得到质量分数为Φι?的磁性液体，Φι?与m、V之间的关系为:<i)m=m/(m+0.8V)。
[0015]实例三
一种磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下:
(1)配制？63+和Fe2+的混合液;按铁离子总浓度为0.3mol/L的条件配制Fe3+和Fe2+的混合液500ml;其中Fe3+和Fe2+的摩尔比为1.2:1。
[0016] (2)生成纳米级Fe304颗粒；不断搅拌步骤(I)得到的混合液，用浓氨水作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为70°C，熟化时间为20min ；
(3)油酸包覆Fe304纳米颗粒;加入4mL油酸，继续搅拌80min;再加入盐酸调节溶液的pH值为6?7，得到被油酸包覆的Fe304纳米颗粒；
(4)清洗被油酸包覆的Fe304纳米颗粒;磁分离Fe304纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe304纳米颗粒2?3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉；
(5)合成磁性液体;将步骤(4)得到的mg粉末与V mL煤油混合，搅拌，油浴加热30?10min,得到质量分数为Φι?的磁性液体，Φι?与m、V之间的关系为:<i)m=m/(m+0.8V)。
【主权项】
1.一种磁性液体的制备方法，其特征在于方法步骤如下: (1)配制Fe3+和Fe2+的混合液;按铁离子总浓度为0.1?0.5mol/L的条件配制Fe3+和Fe2+的混合液;其中Fe3+和Fe2+的摩尔比为1:1?2:1 ; (2)生成纳米级Fe304颗粒;不断搅拌步骤(I)得到的混合液，用浓氨水作沉淀剂快速加入到混合液中，恒温水浴熟化，控制熟化温度为20?80 °C，熟化时间为10?60min ； (3)油酸包覆Fe304纳米颗粒;加入I?1mL油酸，继续搅拌30?10min;再加入盐酸调节溶液的pH值为6?7，得到被油酸包覆的Fe304纳米颗粒； (4)清洗被油酸包覆的Fe304纳米颗粒;磁分离Fe304纳米颗粒与溶液，用去离子水清洗Fe304纳米颗粒2?3次，再用丙酮清洗2次，抽滤，干燥，碾磨成粉； (5)合成磁性液体;将步骤(4)得到的mg粉末与V mL煤油混合，搅拌，油浴加热30?10min,得到质量分数为Φι?的磁性液体，Φι?与m、V之间的关系为:<i)m=m/(m+0.8V)。2.根据权利要求1所述的一种油酸包覆纳米Fe304分散于煤油基的磁性液体的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中优选混合液为500mL，铁离子总浓度为0.12mol/L，Fe3+和Fe2+的摩尔比为1.75:1。3.根据权利要求1所述的一种磁性液体的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中优选浓氨水为50mL，水浴温度为40 0C，水浴熟化时间为30min。4.根据权利要求1所述的一种磁性液体的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中优选加入油酸为6mL，搅拌60min。5.根据权利要求1所述的一种磁性液体的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中所得Fe304只需放在通风处一晚即可自然风干。6.根据权利要求1所述的一种磁性液体的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中优选油浴加热时间为45min，通过改变Fe304粉末与煤油的用量即可值得不同质量分数的磁性液体。
【文档编号】H01F1/44GK105869821SQ201610336716
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】段开, 赖国聪, 刘群, 靳汇奇, 刘彦辉, 官荣青, 谢宇
【申请人】南昌航空大学