磁流體(或叫磁性流體,英文名:magneticfluid或ferrofluid)是由0.1~100nm(納米)導(dǎo)磁微粒、分散劑和載體融合而成的膠體,具有許多特殊的功能,是目前國(guó)內(nèi)外的納米技術(shù)之一。
由于磁流體有二大特點(diǎn):①在磁場(chǎng)的作用下,磁化強(qiáng)度隨外加磁場(chǎng)的增加而增加,直止飽和,而外磁場(chǎng)去除后又無(wú)任何磁滯現(xiàn)象,磁場(chǎng)對(duì)磁流體的作用力表現(xiàn)為體積力。②與一般納米粒子相同,只有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。是動(dòng)態(tài)密封理想材料。
磁流體密封的基本原理是:當(dāng)磁流體注入磁場(chǎng)間隙,可以充滿(mǎn)整個(gè)間隙,成了一系液體“o型密封圈,從而達(dá)到密封效果。磁流體密封裝置由無(wú)磁性座、磁極、永磁鐵、導(dǎo)磁軸和磁流體組成(見(jiàn)圖1)。
磁流體動(dòng)態(tài)密封主要有以下特點(diǎn):
①密封性能好,幾乎無(wú)泄漏(<10-11pa·m3/s),真空密封時(shí)的真空度可達(dá)10-5pa。
②可靠性好,因?yàn)殁S鐵硼材料的磁損小于5%/100年,又幾乎沒(méi)有機(jī)械磨損。
③機(jī)械傳輸效率很高,可達(dá)99%,幾乎無(wú)功率損失。
目前磁流體密封裝置已在許多設(shè)備上使用,例如在單晶硅爐、真空熱處理爐、離子濺射、物理化學(xué)氣相沉積、離子鍍膜、液晶在生、電子指示器等設(shè)備的密封,以及計(jì)算機(jī)硬盤(pán)、機(jī)器人及軍工產(chǎn)品等環(huán)境要求較高的設(shè)備的環(huán)境密封,獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
由于密封機(jī)理和磁流體本身的復(fù)雜性,影響密封能力的因素較多,主要有磁流體的性能(如磁飽和強(qiáng)度、粘度等物理化學(xué)磁學(xué)性能)、磁極極齒的結(jié)構(gòu)參數(shù)、磁場(chǎng)大小及分布、工作條件(如溫度、載荷等)、密封間隙等。對(duì)于間隙的影響,有人曾經(jīng)做過(guò)研究,一般認(rèn)為間隙越小,密封能力越強(qiáng),但沒(méi)有考慮轉(zhuǎn)速、零件加工誤差和裝配誤差等因素。