磁流变液(MRF)

接触一个新领域，看了一段时间论文，做下总结。

以下是介绍些磁流变液相关的最基础的东西。后面将陆续介绍关于磁流变液的材料的选择、性能特性及应用研究方面的基础知识。

一、什么是磁流变液?

磁流变液(Magnetorheological Fluids,MRF )是智能材料的一个分支，它的出现与另外一种致流变体材料——电流变体(ER)几乎同步，但其研究热潮却要滞后于ER ，主要是因为ER 的强度和稳定性的研究比较困难。

二、磁流变体的组成及材料，分类

作为一种悬浊液，MR 一般由基液、弥散质和活化剂(或叫添加剂)三部分组成，基液一般采用植物油和矿物油，弥散质选用磁性微粒，而活化剂的作用主要是为了增强流变效应和对于MR 沉降问题的解决。

根据组成及性能的不同，磁流变液可分为4 种类型:

1、微米磁性颗粒-非磁性载液型磁流变液:经典型MRF ，采用微米尺寸的顺磁或软磁材料颗粒和低磁导率的载液。使用最多的磁性颗粒是羰基铁粉。磁流变液的颗粒体积分数一般为20%~40%，有的高达50%。颗粒直径一般在0.1~100 μm 范围内，典型值为3~5 μm 。相应的载液可以为硅油、矿物油、合成油、水和乙二醇等。

2、纳米磁性颗粒-非磁性载液型磁流变液:这种磁流变液是用微米级的非磁性颗粒(如40~50 μm 的聚苯乙烯或硅石颗粒)分散溶于磁性载液(如铁磁流体)中制成的悬浮液。

3、磁性颗粒-磁性载液型磁流变液:这种磁流变液是用微米级的磁性颗粒分散溶于磁性载液(如铁磁流体)中制成的悬浮液。磁性载液加强了磁性颗粒间的作用力,从而增强了磁流变效应。

4、非磁性颗粒-磁性载液型磁流变液:这种磁流变液是用微米级的非磁性颗粒(如40~50 μm 的聚苯乙烯或硅石颗粒)分散溶于磁性载液(如铁磁流体)中制成的悬浮液。这种悬浮液的磁流变效应较低。

三、磁流变体工作原理

当对磁流变液加入强磁场的时候，磁流变液产生相应的流变特性，从而发生流变特性，使其粘度、塑性及屈服强度等大大提高。

四、MR比ER 有哪些优势

1 、MR 的强度比ER 高1~2 个数量级，这样就可以缩小所需容器的体积;

2 、MR 适应的工作温度范围更宽广。ER :-25~125 摄氏度，MR :-40~150 摄氏度;

3 、MR 不受杂质的影响，化学稳定性更强于ER ;

4 、MR 采用了高电压(1~5kV )，ER 采用的低电压(12~24V )。

五、为什么MR 在加入磁场后粘度会显著提高?

外加场强后MR 粘度之所以会显著提高是因为这时候产生了链状结构。对于这种结构相应的研究目前最主要的有两种理论——相变和场致偶极矩理论。

相变理论认为，在外加场强由零而逐渐增高时，弥散在基液中的固体颗粒为随机状态，其迁徙和转动受热波动影响。而当场强增加到一定程度后，颗粒磁化，受热波动和场强两方面的影响，某些颗粒互相靠拢成有序排列，称为序相或成核。随着场强的进一步增加，这些有序相连成长链，并且以长链为核心，逐渐吸收短链，这样链就逐渐变粗，构成固态相。相变理论能解释

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