密封間隙對(duì)磁流體密封能力的影響

2010-02-04 杭州應(yīng)用工程技術(shù)學(xué)院

　　磁流體（或叫磁性流體，英文名：Magneticfluid 或 Ferrofluid）是由0.1~100nm（納米）導(dǎo)磁微粒、分散劑和載體融合而成的膠體，具有許多特殊的功能，是目前國內(nèi)外尖端的納米技術(shù)之一。

　　由于磁流體有二大特點(diǎn)：①在磁場(chǎng)的作用下，磁化強(qiáng)度隨外加磁場(chǎng)的增加而增加，直止飽和，而外磁場(chǎng)去除后又無任何磁滯現(xiàn)象，磁場(chǎng)對(duì)磁流體的作用力表現(xiàn)為體積力。②與一般納米粒子相同，只有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。是動(dòng)態(tài)密封理想材料。

　　磁流體密封的基本原理是：當(dāng)磁流體注入磁場(chǎng)間隙，可以充滿整個(gè)間隙，成了一系液體“O型密封圈"，從而達(dá)到密封效果。磁流體密封裝置由無磁性座、磁極、永磁鐵、導(dǎo)磁軸和磁流體組成（見圖1）。

　　磁流體動(dòng)態(tài)密封主要有以下特點(diǎn)：

　　①密封性能好，幾乎無泄漏（<10^-11Pa·m³/s），真空密封時(shí)的真空度可達(dá)10^-5Pa。

　�、诳煽啃院茫�?yàn)殁S鐵硼材料的磁損小于5%/100年，又幾乎沒有機(jī)械磨損。

　　③機(jī)械傳輸效率很高，可達(dá)99%，幾乎無功率損失。

　　目前磁流體密封裝置已在許多設(shè)備上使用，例如在單晶硅爐、真空熱處理爐、離子濺射、物理化學(xué)氣相沉積、離子鍍膜、液晶在生、電子指示器等設(shè)備的密封，以及計(jì)算機(jī)硬盤、機(jī)器人及軍工產(chǎn)品等環(huán)境要求較高的設(shè)備的環(huán)境密封，獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　由于密封機(jī)理和磁流體本身的復(fù)雜性，影響密封能力的因素較多，主要有磁流體的性能（如磁飽和強(qiáng)度、粘度等物理化學(xué)磁學(xué)性能）、磁極極齒的結(jié)構(gòu)參數(shù)、磁場(chǎng)大小及分布、工作條件（如溫度、載荷等）、密封間隙等。對(duì)于間隙的影響，有人曾經(jīng)做過研究，一般認(rèn)為間隙越小，密封能力越強(qiáng)，但沒有考慮轉(zhuǎn)速、零件加工誤差和裝配誤差等因素。