1965年美國papell發(fā)明一種磁流體是把磁鐵礦等強(qiáng)磁性的細(xì)微粉末（約0.1nm~10nm）放入水、油類、脂類、醚類等液體中形成穩(wěn)定分散的一種膠態(tài)液體。這種液體在通常離心力和磁場作用下，既不下沉、凝聚又具有磁性，可被磁鐵吸引。把這種液態(tài)磁性體用于真空轉(zhuǎn)軸密封，稱為真空磁流體密封。它與其它密封技術(shù)相比有下列優(yōu)點(diǎn)：

     (1)磁流體密封真空轉(zhuǎn)軸的摩擦力很小，可減少功耗和提高軸的最高轉(zhuǎn)速（可達(dá)120000r/min）。采用低蒸氣壓磁流體密封，可使真空度維持在10^-7Pa以上。

     (2)磁流體密封結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，軸與極靴間的間隙較大，制造精度要求低。

     (3)磁流體在密封空隙中是靠磁鐵產(chǎn)生的磁場固定的，因此轉(zhuǎn)軸的啟動和停止比較方便.

     磁流體密封裝置在高溫下不穩(wěn)定，工作溫度一般在-30^oC~100^oC之間。軸在過高或過低溫度下工作時，需采取冷卻或升溫措施，從而使密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。

1. 磁流體密封原理

       磁流體密封原理如圖1所示。圓環(huán)形永久磁鐵1、極靴2和旋轉(zhuǎn)軸3構(gòu)成磁回路。磁鐵產(chǎn)生的磁場使磁流體4集中在軸與極靴頂端縫隙中，形成一個所謂的磁流體密封O形環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)密封。轉(zhuǎn)軸材料可以是磁性體（圖1（a））和非磁性體（圖1（b））；前者磁束集中于間隙處并通過轉(zhuǎn)軸構(gòu)成磁回路，后者磁束不通過轉(zhuǎn)軸，而是通過密封間隙中的磁流體構(gòu)成磁回路。

圖1  磁流體的密封原理及密封方式

1--永久磁鐵；2--極靴；3--旋轉(zhuǎn)軸；4--磁流體

2. 磁流體的承壓能力

       磁流兩側(cè)承受的壓力差Δp與磁流體兩側(cè)面的場強(qiáng)有關(guān)，也就是與磁流體在軸向上的厚度有關(guān)，而軸向厚度取決于磁流體注入量。磁流體耐壓與注入量之間的實(shí)驗(yàn)曲線，如圖2所示。可以看出，開始時增大磁流體注入量，耐壓線性增加；但注入量達(dá)到一定值以后，耐壓不再增加，而是穩(wěn)定在某一恒定狀態(tài)。圖中注入量6倍以后，單極靴的耐壓值平衡在0.02MPa

圖2  磁流體注入量與耐壓的關(guān)系

       圖1的斜面齒型極靴的耐壓值，當(dāng)磁鐵的場強(qiáng)很大時可按計(jì)算

       增加B_i可封住較大的壓力差Δp。由于B_i的大小取決于磁流體種類，因此，在一定磁場下，密封裝置的磁流體種類選定后，其單極靴的最大耐壓能力也就確定了。表1給出了常用的磁流體的物理性質(zhì)。

表1  常用的磁流體的物理性質(zhì)

3. 磁流體密封轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)數(shù)對耐壓的影響

      密封軸轉(zhuǎn)數(shù)增大（磁流體接觸表面速度增大），高速旋轉(zhuǎn)摩擦耗功增加而使磁流體溫度升高，導(dǎo)致磁流體載液的蒸發(fā)和表面活化劑的脫離而惡化密封性能，耐壓能力也將隨磁流體溫升而下降。圖3給出耐壓與溫度的關(guān)系曲線。設(shè)計(jì)時應(yīng)將轉(zhuǎn)軸表面線速度控制在20m/s以下，或者對磁流體進(jìn)行冷卻，控制磁流體溫度，防止溫度過高。

      磁流體油封的摩擦功耗，可用下式表示：

圖3  磁流體密封耐壓與溫度關(guān)系