[发明专利]一种磁流体材料、制备方法及其流体动密封方法和应用

权利要求书

1.一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：包括以下质量百分比的组分，表面改性的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒：22.5~36.7%、活性剂：9.8~18.7%和全氟聚醚：余量；

制备方法包括以下步骤：

S01，CoFeDy软磁颗粒制备：

（1）选取高纯Co、Fe、Dy元素按原子比1:1:1配比置于坩埚中真空熔炼；

（2）将上述熔炼好的合金置入下端开口石英玻璃管内，随后竖直置于甩带机腔体的感应线圈中并对腔体抽真空后加热后进行熔融纺丝甩带，甩带过程中加热温度为1650~1750℃，铜辊旋转表面线速度为51~75m/s；

（3）将甩带样品进行高能球磨，球磨时间12~24h，大小球数量比例1:2，获得CoFeDy软磁颗粒；

S02，CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒制备：

（1）将S01中所获得的CoFeDy软磁颗粒置于石英舟中，放入化学气相沉积炉管中并放入隔热塞密封化学气相沉积炉；

（2）调节化学气相沉积炉程序，随后通入乙烷调整气压至500~900 Pa保持16~25 min，随后关闭乙烷，通入氩气并抽真空至气压为60~90 Pa，并关闭化学气相沉积炉，随炉冷却至500~550℃时打开化学气相沉积炉，取出化学气相沉积炉管和石英舟，获得CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒；

S03. CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒表面改性：

（1）将S02所获得的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒放入油酸、煤油混合溶液中在55~75℃超声震荡6~8h，其中油酸、煤油混合溶液中油酸、煤油的体积比为2:1；

（2）将超声震荡后的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒过滤后真空干燥，干燥温度为100~200℃，获得表面改性的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒；

S04. 磁流体材料制备：

（1）按比例量取全氟聚醚和活性剂并置于30~45℃环境下充分搅拌混合，获得混合基液；

（2）按比例量取表面改性的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒加入混合基液中并在30~45℃环境下充分搅拌混合后获得磁流体材料。

2.根据权利要求1所述的一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：所述活性剂包括硬脂酸甘露醇酐酯。

3.根据权利要求1所述的一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：所述表面改性的CoFeDy@C复合纳米软磁功能颗粒的粒径范围为10~500nm。

4.根据权利要求1所述的一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：S01的步骤（1）中，真空熔炼的条件为：a.1×10^-3~5×10^-3MPa的低真空状态；b.熔炼温度为1550~1650℃；c.熔炼过程采用磁搅拌；d.熔炼时间为5~14min。

5.根据权利要求1所述的一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：S02的步骤（2）中，调节化学气相沉积炉程序的方法为：先通甲烷并将流量调至10~20 sccm，再通氮气将流量调至30~40 sccm，随后通入氢气将流量调至16~24 sccm，最后系统抽真空保持至60~80 Pa；室温开始以50~90℃/min的升温速率提升温度至1150~1250℃并保温50min。

6.根据权利要求1所述的一种磁流体材料的制备方法，其特征在于：S01的步骤（3）中，所述大小球为：大球直径为10~20mm，小球直径为2~5mm。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的一种磁流体材料的制备方法获得的磁流体材料的流体动密封方法，其特征在于：所述磁流体材料与永磁小球通过磁场形成用于流体动态密封的网格结构；所述网格结构中，永磁小球为骨架，磁流体材料填充缝隙；永磁小球与磁流体材料的质量比为1：（0.5~1.8），永磁小球的粒径范围是0.1~20mm。

8.根据权利要求1~6任意一项所述的一种磁流体材料的制备方法获得的磁流体材料在耐压耐高温磁流体密封装置中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述耐压的范围为572~608 Pa/mm³；所述耐高温为在350℃，200Hz的条件下，使用寿命为396~418小时。