几种常见的磁流体密封的物理特性

2009-04-04 真空技术论坛转载 真空技术网整理

           磁流体密封具有零泄漏，小摩擦，低功耗，无磨损，无老化，结构简单和寿命长等优点，可以在高速下运行，尤其在旋转轴密封中具有独特的优越性，目前已用于气体和真空的密封。

          磁流体是磁性流体的简称。它既具有磁性材料和液体的特性，又具有利用磁场控制流变性、热物理性和光学性能的能力。它是将超微磁粒通过界面活性剂高度分散在载液中而形成的一种胶体溶液（见图29.9-1），其中含有矿物油、有机硅液、有机氟液、许多其它液体和磁性材料（粒度＜10nm的磁铁矿、Fe和Co＝。

         为防止这些磁性颗粒材料产生凝聚，在颗粒表面包覆着一层活性物质（稳定剂）。作为密封用磁流体，其性能要求：稳定性好（不凝聚、不沉淀、不分解），饱和磁化强度高，起始磁导率大，粘度和饱和蒸汽压低。其它如凝固点、沸点、导热率、比热容和表面张力等也有一定的要求。

        表29.9-1和表29.9-2列出了几种磁流体的物理特性。

图29.9-1 铁磁流体的组成
1—铁磁性微粒；2—载液；3—表面活性剂
表29.9-1 几种磁流体的物理特性
载液 材料 代号 饱和磁化强度M/A·m-1 密度ρ g·cm-2 粘度①η ×10-3/Pa·s 冰点t1 /℃ 沸点（气压为133.3Pa） tb/℃ 起始 磁化率/M·H-1 表面张力 σ×10-3/N·m-1 导热率 λ×10-2/W· （m·℃）-1

 

 比热容 C/kJ· （kg·℃）-1

 

 膨胀系数③ α×10-4/℃
二酯基 D01 2.51 1.185 75 -37 148.9 0.5        
烃基 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气压为3.2kPa时的数据。  ③平均温度在25～93℃

 

表29.9-2 国外某些磁流体的性质
磁流体 W-35 HC-50 DEA-40 DES-40 NS-35 L-25 PX-10
外部形状 黑色液态 黑褐色液态 黑色液态 黑色液态 黑色液态 黑色液态 黑色液态
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%  
沸点（0.1013MPa）/℃ 100 180～212 335 377     240～260 （266.64Pa）
流动点/℃ 0 -27.5 -72.5 -62 -35 -55 -35
着火点/℃   65 102 215 225 224 233
蒸汽压/Pa     333.31 （200℃时） 66.66 （200℃时） 0.33×10-6 （200℃时） 0.666 （150℃时）    
分散媒介质（载液） 水 煤油 二酯 二酯 醇酸萘 合成油 磷酸二酯
主要用途 密度分选 密度分选 显象液 轴密封与扬声器轴承 真空密封 扬声器轴承 磁盘用密封 场声器轴承