[发明专利]用于材料表面改性的交流电磁铁装置及材料表面改性装置

说明书

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，具体涉及一种用于材料表面改性的交流电磁铁装置，同时还涉及一种使用该交流电磁铁装置的材料表面改性装置。

背景技术

风机叶片是风机的关键部位之一，风机叶片的使用寿命直接关系到风机的使用寿命。风机叶片工作环境恶劣，易受磨蚀破坏和冰雪覆盖。风机叶片覆冰后，会产生很大的危害：覆冰使得叶片原有的翼型改变，大大影响风电机组的载荷和出力，使得风机的发电效率大打折扣；且覆冰脱落对于现场人员也存在很大的安全隐患。因此，风机叶片需选择优异的防护涂层，实现自清洁。

涂料防覆冰是风机叶片主动型防护方法之一，主要是利用特种涂料的物理或化学的作用，使冰融化或者减小冰与物件表面的亲和力，从而把冰从表面除去。该种涂料形成的防护涂层需满足叶片防腐蚀性要求，提高其使用寿命，而且重点考虑抗冲击耐磨和严寒地区的除冰雪功能，并能为风机叶片提供光滑的空气动力学表面，从而增大风机的转化效率；具体要求其具有良好的附着性、高耐磨性、耐候性、耐大气腐蚀和仿照荷叶原理的除冰雪自清洁功能。

憎水性涂料能够降低和基底表面即叶片的附着力，可使冻雨或雪等在冻结或粘结到叶片之前在自然力的作用下滑落，明显降低冰雪在叶片的附着力。荷叶具有天然的憎水性，水珠在荷叶表面能够轻易滑动而不累积，因其表面的蜡质晶体明显减小了水珠与荷叶面的接触角，此现象称为荷叶效应。已有研究表明荷叶超憎水的实现与其表面的显微微米纳米-二元尺度结构有关；通过观察植物叶片表面的微观结构，发现在荷叶表面是由微纳米粗糙乳突结构和憎水性蜡状涂层所组成，因此可构造具有微纳米结构的表面实现憎水性涂料的研究。

现有技术中，也有根据荷叶原理形成的纳米仿荷叶自洁涂料(如ZS-511)，能够使水在物体表面犹如在荷叶上一样滚落而不留水迹，既可以使灰尘颗粒附着在涂层表面呈悬空状态，使水与涂层表面的接触角大大增加，有利于水珠在涂层表面的滚落；同时又根据涂层的自分层原理，将疏水性物质引入丙烯酸乳液中，使涂料在干燥成膜过程中自动分层，从而在涂层表面富集一层疏水层，进一步保证堆积或吸附的污染性微粒在风雨的冲刷下脱离涂层表面，达到自清洁目的。但是，采用该种涂料改性风机叶片，形成的涂层硬度低，难以抵抗风沙吹打。

现有的通过涂料在风机叶片上形成防护涂层，用于风机叶片防覆冰的方法，效果不理想，还达不到使用的要求。因此，急需一种材料表面改性方法及实现该方法的设备，实现材料表面疏水改性，从而获得自清洁风机叶片。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于材料表面改性的交流电磁铁装置，能形成稳定且强度适中的定向交变磁场，满足材料表面疏水改性的磁吸需求。

本发明的第二个目的是提供一种使用上述交流电磁铁装置的材料表面改性装置。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

用于材料表面改性的交流电磁铁装置，包括铁芯及缠绕在铁芯外部的交流线圈，所述铁芯具有用于吸附磁粉或磁粉与铁粉的吸附端，还包括用于使交流电磁铁形成定向交变磁场的漏磁板，所述漏磁板上设有多个用于供所述吸附端定向漏磁的漏磁孔以及处于相邻漏磁孔之间的导磁部分，所述漏磁孔为直孔且其两端分别具有用于朝向所述吸附端与待改性材料的开口。

优选的，所述铁芯为棒状铁芯。

所述铁芯及交流线圈的外周设有用于磁屏蔽的磁轭。棒状铁芯及交流线圈的外周同轴套设有管状的磁轭。磁轭是由硅钢片迭制而成的轭铁，作用是约束交流线圈产生的磁力线向外散放，使磁力线束集中在交流线圈周围，起磁屏蔽作用。

所述磁轭靠近漏磁板的一端设有用于安装漏磁板的凹槽，所述凹槽与漏磁板的安装部间隙配合。间隙配合是指留出一定的空间，使漏磁板可以上下、左右小幅运动。漏磁板采用磁轭材料，因其磁化作用，会随着交变磁场而随机上下振动、左右移动。

所述漏磁板为栅格板或多孔板。

优选的，所述栅格板的栅格边长为0.1～0.5mm；所述多孔板的孔径为0.1～0.5mm，孔间距为0.2～0.5mm。

磁轭上用于安装漏磁板的凹槽的侧壁、槽底与漏磁板的安装部之间的间隙尺寸大于栅格板的栅格边长或多孔板的孔径。优选的，所述间隙尺寸是栅格板的栅格边长或多孔板的孔径的2～3倍。所述漏磁板的厚度为0.2～1.2mm。

采用本发明的交流电磁铁装置的材料表面改性方法，包括下列步骤：

1)在材料表面涂覆底漆，在底漆形成干膜之前，在底漆上涂覆磁粉或涂覆铁粉、磁粉形成磁层；