[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

说明书

本发明公开了一种磁流体材料，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。本发明还公开了一种磁流体材料的制备方法、流体动密封方法和应用。本发明提供的一种磁流体材料、制备方法及其流体动密封方法和应用，磁流体具有耐压能力高、高温密封寿命长的优点，这些优点奠定了该磁流体在流体动密封领域应用的基础。在动态条件下，磁流体的耐压能力高决定着流体的密封性能；磁流体的高温密封寿命长决定着该动密封技术可以应用于高温密封领域。

技术领域

本发明涉及一种磁流体材料、制备方法及其流体动密封方法和应用，属于磁流体技术领域。

背景技术

磁流体是一种典型的复合磁性材料，它是由粒径为纳米量级的磁性固体微粒在特定的表面活性剂的作用下均匀地分散于基载液中并与基载液混合而形成的一种固液相混的胶体溶液。这种液体在外界磁场、重力场和电场作用下能够长时间保持稳定状态，不产生沉淀和分离。

磁流体密封技术是近年来兴起的一种密封技术，磁流体密封的研究与传统的密封技术相比起步较晚，但该技术无论在理论上还是在实际应用中都取得了显著的成果。因磁流体密封具有寿命长、可靠性高、“零”泄漏且结构相对简单等优点，其在航空航天、机械、石油化工等诸多领域己经得到了广泛的应用。

目前，磁流体密封的单个极齿的耐压能力较低，约为0.02MPa。为了提高其单级耐压能力，可考虑提高磁流体的饱和磁化强度以及提高极齿下的磁场梯度。然而，磁流体的饱和磁化强度在常温常压下受到磁流体粘度的制约，大幅度的提高很难，不同材料极齿下的磁场梯度均有极限值，故磁场梯度的提高也受到了限制。另一方面，磁流体密封受到温度影响较大，尤其是在高温下磁流体密封的寿命主要取决于其基载液蒸发的温度。在此条件下使用的磁流体一般是由特殊的硅油或合成油制备的。当温度高达150℃时，它可以保证磁流体密封正常工作，临界温度约为200℃。在高温环境下，磁流体密封装置的局部会集中大量热量，尤其当转轴转速很高时，流体内部摩擦导致在磁流体处产生大量热量。这种情况下，在密封结构中需要采用额外的冷却系统。在此背景下，常规磁流体在动密封应用过程中存在着耐压能力低、高温密封寿命短的缺点严重的限制了磁流体动密封技术在工业领域的应用，尤其是高温条件下的密封技术应用。对此，期望开发出一种耐压能力高、高温密封寿命长的新型磁流体，来实现突破其工业应用的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种耐压能力高、高温密封寿命长的磁流体材料。

同时，本发明提供一种磁流体材料的制备方法，该法耗能低，生产周期短，生产成本低，能实现自动化生产，制造出来的磁流体适用于耐压能力高、高温密封寿命长的流体动态密封。

同时，本发明提供一种磁流体材料的流体动密封方法，该动密封方法可以应用于高温高压密封领域。

同时，本发明提供一种磁流体材料在耐压耐高温磁流体密封装置中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种磁流体材料，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。

所述活性剂包括硬脂酸甘露醇酐酯。

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。

一种磁流体材料的制备方法，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；