磁流变液材料的研究进展和应用前景

施贻吉 张鑫 颜鹂瑶

摘要：本篇文章根据国内外磁流变液研究现状，从材料的角度出发，介绍了磁流变液材料的研究进展，对于未来的应用前景和方向进行探讨，仅供参考。

关键词：磁流变液材料;研究进展;应用前景

引言：磁流变液的适用性强，质量小，功率耗损少，拥有很高的频率响应度，在使用过程中会结合振动系统的情况，促使振动幅度逐渐下降，形成最合适的阻尼力，这也就决定了磁流变液材料必然会拥有广阔的市场以及良好的应用前景。磁流变液研究是国内外热门课题，国外在这个方面的研究有一定的突破，国内关于磁流变液的相关研究还有较大差距。下面主要从磁流变液材料的研究着手，重点介绍了研究的现状以及进展，并且对磁流变液材料的应用前景进行展望，希望对我国磁流变液研究和发展有所启发。

一、磁流变液材料的研究进展

磁流变液的研究取得一定的成果，国外学者在研究中发现磁流变液的磁场中粘度会呈现出直线增长的态势，流动性变得越来越差，逐渐向着固态化发展，但是如果不施磁场，磁流变液体又会恢复液体状态，流动性变强，而这个转化的过程非常快，在短短的几毫秒内就能完成，这也是磁流变液体最大的优势，期间对电能的损耗极其少，最适合运用在实时控制中，有助于拓展磁流变液的应用市场。磁流变液在没有磁场的情况下是液体，施加磁场会固态化，这时拥有了一定的承担机械运动产生的力属性，屈服剪应力比较大，这是工程在运用磁流变液中最希望看到的结果。磁流变液的优势还在于温度适应性强，最大程度拓展了使用的范围，可以用在很多领域，并且在实际工作中液体产生的热胀冷缩不会对屈服应力产生太大影响，使其保持在稳定状态。磁流变液响应快，达到了毫秒级别，液体保存中不容易出现分层，抗沉降的能力强，存放的时间太长也可能发生分层，但是在外力的作用立马会恢复，分子分布均匀。

现阶段，磁流变液材料研究是热门课题，国内外相关专家都致力于这方面研究，希望能够推动磁流变液材料的发展，使其运用到各个领域，提高使用价值。可是，实际研究中还有一些问题没有解决，涉及到的主要有磁流变液材料的响应时间并未达到预期的短暂，而且容易产生沉淀。所以，当前的研究围绕着核心内容有以下两个方面：首先就是研究出高分子包覆磁性颗粒、复合颗粒、合金颗粒等，其次需要提升磁流变液沉降的稳定性。胡林等科研人员提出了通过化学手段对磁流变液进行处理，利用蛋白质包覆磁流变液，这里需要选用的是高分子蛋白质，确保铁粉不会发生氧化反应，意味着高分子磁性颗粒的密度小，表面有了一层保护，从而增强高分子磁性颗粒分散稳定性，同时也能达到使得聚集稳定的效果。传统的提高磁流变液屈服应力方法具有一定的局限性，借助于增加体积的办法，这样做确实可以达到目的，但是对磁流变装置要求更高，因此现在研究集中在单一颗粒的磁化上，运用合金颗粒制作磁流变液材料，不仅能最大程度增大磁流变液的屈服应力，还可使其保持沉降的稳定。杨仕清等人在研究的过程中，提出了采用多元醇方法制备复合颗粒，使用的颗粒主要有两种，分别是微孔材料和超细颗粒，磁流变液材料沉降稳定性有了很大提升。此外，大小磁性颗粒一起应用，磁性颗粒中加入纳米磁性颗粒，实验中发现磁流变液材料的剪应力明显增加，同时还能保证整个悬浮的稳定性，这也是磁流变液材料制备一种新方法，悬浮体系中选择加入一定量的超细磁性颗粒，也可在其中加入納米物质，总之能够有效的提高磁流变液材料的整体性能，沉降的稳定性会变好，颗粒的分布更加匀称。

二、磁流变液材料的应用前景分析

磁流变液材料才运用中会根据振动系统的实际情况，生成最佳阻尼力，这就为磁流变液阻尼器创造了良好的市场前景，受到了用户青睐，因为其可调整磁场强度，主动幅度会逐渐下降。磁流变液材料在汽车行业的应用广泛，主要用在汽车配件的生产中，最常见的有减震器，这种新型的减震器好处在于可控制阻尼力，汽车行驶更为可靠和安全，振动控制在合理范围意味着行车更为舒适。磁流变液材料经常会被用在控制元件中，运用于各个领域的工业生产，比如制造业、航天航空等，具有良好的控制力矩效果，控制元件的灵感性高，取得了很好的应用成果。磁流变液材料运用到控制元件中最具有代表性的是制动器以及离合器，同时还借助于磁流变液在磁场作用下液体转固体的特性，用来制作控制阀门或者回路开合，响应速度快，控制性好。此外，磁流变液材料的特性决定了其运用范围广，具有广阔的市场前景，精密加工中也可使用，也可用于制作机械设备的密封圈，承压能力强，达到最佳密封效果。

三、结束语

综上所述，磁流变液材料具有良好的应用前景，现阶段的研究集中在解决沉降稳定性问题上，提出了高分子包覆磁性颗粒、合金颗粒、复合磁性颗粒等，起到了一定的作用，但是却影响到了磁化强度，所以加大这方面的研究，并且要结合磁流变液材料的特性，将其运用到工业生产中去，不断摸索中提高材料性能，做好磁流变液材料的推广。

参考文献：

[1]浦鸿汀，蒋峰景.磁流变液材料的研究进展和应用前景[J].化工进展，2017，24（2）：132-136.

[2]姚巨坤，江宏亮，田欣利，et al.磁流变液研究进展及其在军事领域的应用[J].兵器材料科学与工程，2018.

[3]朱红.实用磁流变液材料制备及性能研究[D].中国科学技术大学，2018.

（作者单位：浙江师范大学）