幾種常見(jiàn)的磁流體密封的物理特性
磁流體密封具有零泄漏,小摩擦,低功耗,無(wú)磨損,無(wú)老化,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),可以在高速下運(yùn)行,尤其在旋轉(zhuǎn)軸密封中具有獨(dú)特的優(yōu)越性,目前已用于氣體和真空的密封。
磁流體是磁性流體的簡(jiǎn)稱(chēng)。它既具有磁性材料和液體的特性,又具有利用磁場(chǎng)控制流變性、熱物理性和光學(xué)性能的能力。它是將超微磁粒通過(guò)界面活性劑高度分散在載液中而形成的一種膠體溶液(見(jiàn)圖29.9-1),其中含有礦物油、有機(jī)硅液、有機(jī)氟液、許多其它液體和磁性材料(粒度<10nm的磁鐵礦、Fe和Co=。
為防止這些磁性顆粒材料產(chǎn)生凝聚,在顆粒表面包覆著一層活性物質(zhì)(穩(wěn)定劑)。作為密封用磁流體,其性能要求:穩(wěn)定性好(不凝聚、不沉淀、不分解),飽和磁化強(qiáng)度高,起始磁導(dǎo)率大,粘度和飽和蒸汽壓低。其它如凝固點(diǎn)、沸點(diǎn)、導(dǎo)熱率、比熱容和表面張力等也有一定的要求。
表29.9-1和表29.9-2列出了幾種磁流體的物理特性。
載液 | 材料 代號(hào) | 飽和磁化強(qiáng)度M/A·m-1 | 密度ρ g·cm-2 | 粘度①η ×10-3/Pa·s | 冰點(diǎn)t1 /℃ | 沸點(diǎn)(氣壓為133.3Pa) tb/℃ | 起始 磁化率/M·H-1 | 表面張力 σ×10-3/N·m-1 | 導(dǎo)熱率 λ×10-2/W· (m·℃)-1
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比熱容 C/kJ· (kg·℃)-1
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膨脹系數(shù)③ α×10-4/℃ |
二酯基 | D01 | 2.51 | 1.185 | 75 | -37 | 148.9 | 0.5 | ||||
烴基 | H01 | 2.51 | 1.05 | 3 | 4.4 | 76.7 | 0.4 | 28 | 14.6 | 1.72 | 2.78 |
H02 | 5.02 | 1.25 | 6 | 7 | 76.7 | 0.8 | 28 | 14.6 | 1.84 | 2.67 | |
碳氟基 | F01 | 1.26 | 2.05 | 2500 | -34.4 | 182.2 | 0.2 | 18 | 8.4 | 1.97 | 3.28 |
酯基 | E01 | 7.54 | 1.40 | 35 | -63.2 | 40 | 1.0 | 21 | 13 | 3.73 | 2.5 |
E02 | 5.02 | 1.30 | 30 | -56.7 | 148.9 | 0.8 | 26 | 13 | 3.73 | 2.5 | |
E03 | 2.51 | 1.15 | 14 | -56.7 | 148.9 | 0.4 | 26 | 13 | 3.73 | 2.5 | |
水基 | A01 | 2.51 | 1.18 | 7 | 0 | 25.6② | 0.6 | 26 | 58.6 | 4.2 | 1.61 |
A02 | 5.02 | 1.38 | 100 | 0 | 25.6② | 1.2 | 26 | 58.6 | 4.2 | 1.56 | |
聚苯醚基 | V01 | 1.26 | 2.05 | 7500 | 10 | 260 | 0.2 |
①剪切率>101/s。 ②氣壓為3.2kPa時(shí)的數(shù)據(jù)。 ③平均溫度在25~93℃
磁流體 | W-35 | HC-50 | DEA-40 | DES-40 | NS-35 | L-25 | PX-10 |
外部形狀 | 黑色液態(tài) | 黑褐色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) |
磁化,4πM/,T | 0.036±0.002 | 0.042±0.002 | 0.040±0.002 | 0.040±0.002 | 0.030±0.002 | 0.018±0.002 | 0.010±0.002 |
密度(25℃)kg·m-3 | 1.35 | 1.30 | 1.40 | 1.40 | 1.27 | 1.10 | 1.24 |
粘度(25℃) /Pa·s | 0.03±20% | 0.03±20% | 0.02±20% | 0.03±20% | 1.0±20% | 0.3±20% | |
沸點(diǎn)(0.1013MPa)/℃ | 100 | 180~212 | 335 | 377 | 240~260 (266.64Pa) | ||
流動(dòng)點(diǎn)/℃ | 0 | -27.5 | -72.5 | -62 | -35 | -55 | -35 |
著火點(diǎn)/℃ | 65 | 102 | 215 | 225 | 224 | 233 | |
蒸汽壓/Pa | 333.31 (200℃時(shí)) | 66.66 (200℃時(shí)) | 0.33×10-6 (200℃時(shí)) 0.666 (150℃時(shí)) | ||||
分散媒介質(zhì)(載液) | 水 | 煤油 | 二酯 | 二酯 | 醇酸萘 | 合成油 | 磷酸二酯 |
主要用途 | 密度分選 | 密度分選 顯象液 | 軸密封與揚(yáng)聲器軸承 | 真空密封 揚(yáng)聲器軸承 | 磁盤(pán)用密封 | 場(chǎng)聲器軸承 |