日本研发高稳定性MR流体或将用于机械控制领域
栏目:媒体新闻 发布时间:2020-09-03 06:07
MR流体是将铁等磁性颗粒涣散到油等涣散介质中的流体,正在车辆的制动器和减震器以及呆板人的致动器等呆滞限定周围备受守候。然而,以往的MR流体存正在因为涣散正在介质中的磁性...

  MR流体是将铁等磁性颗粒涣散到油等涣散介质中的流体,正在车辆的制动器和减震器以及呆板人的致动器等呆滞限定周围备受守候。然而,以往的MR流体存正在因为涣散正在介质中的磁性颗粒容易重淀,长时代运用的话,会变成装配损坏或就业担心宁等题目。日前,日本新能源工业工夫归纳开采机构(NEDO)与早稻田大学和日本立邦控股公司协同开采出了恒久贮藏也不会重淀的高安宁性磁流变液(MR流体),假使静置半年也不会离散,并且能够对外部磁场阐扬高应力。

  据先容,此次开采的MR流体,通过将具有压迫磁性颗粒重淀的侧链聚二甲苯脂肪酸酰胺衍生物使用于涣散介质,同时增添直径为20300nm的纳米颗粒。

  图1:新开采的MR流体(左)和以往的MR流体(右)的重淀离散形态比拟(180天后)

  磁流变液(Magnetorheological Fluid , 简称MR流体)属可控流体,是智能原料中讨论较为活动的一支。MR流体是将铁等磁性颗粒涣散到油等涣散介质中的流体,具有从外部施加磁场后粘度会爆发蜕化的特点(图2)。

  图2:MR流体的就业道理。通过施加外部磁场,可限定磁性颗粒的摆列,调度流体的粘度

  因为磁流变液正在磁场功用下的流变是刹时的、可逆的、并且其流变后的剪切降服强度与磁场强度具有安宁的对应相闭,因而是一种用处普及、职能良好的智能原料。目前,磁流变液曾经起头使用于研磨(掷光)工艺、阀门和密封、家庭健身器、呆滞手的抓持机构、装置车间禁止则形体的依托架、以及自愿化仪外、呆板人的传感器和采矿、印刷等行业。正在其浩繁使用周围当中,讨论最众、生长最速的使用周围是汽车座位减振器、刹车器、主动驱动器以及土模机构减振器。

  以往的MR流体存正在的课题是,磁性颗粒尺寸相对较大,抵达数十m,储蓄几个月后,磁性颗粒就会正在涣散介质中重淀,由此会变成装配损坏和就业担心宁等。另一方面,为压迫重淀,也开采了采用尺寸仅数十数百nm的小磁性颗粒的MR流体,但因为磁性颗粒尺寸较小,输出也变小,并且微颗粒自己的原料本钱较高,就用度而言很难用于平时的工业用处。

  此次开采的MR流体以能阐扬大应力的数50m直径大磁性颗粒为要紧因素,并将具有可压迫磁性颗粒重淀的侧链聚二甲苯脂肪酸酰胺衍生物使用于涣散介质,同时增添直径为20300nm的纳米颗粒,由此假使静置半年也不会重淀,并且能对外部磁场阐扬高应力。

  立异:开采出高安宁性磁流变液此次开采的MR流体的特性是,将具有压迫大磁性颗粒重淀的侧链聚二甲苯脂肪酸酰胺衍生物(图3)使用于涣散介质的同时,又正在个中增添并涣散了必定数目的尺寸比磁性颗粒小(20300nm)的纳米颗粒(图4)。使用聚二甲苯脂肪酸酰胺衍生物和微纳米颗粒,可压迫大磁性颗粒的重淀。

  寻常来说,MR流体对应外部磁场发生的应力与涣散的磁性颗粒浓度成正比。但磁性颗粒的浓度抵达必定水准以上后,颗粒容易分散,流体的涣散性会明显低重。相反,要念告竣稳定的输出,必要低重磁性颗粒的浓度,但浓度低的话又容易重淀。此次开采的MR流体处理了这些课题,不单告竣大输出局限,还具有高安宁性(图5)。

  其它,对待外部磁场(磁通密度),可正在与以往的产物雷同成比例阐扬应力的同时,发生较高的最大输出(图6)。

  NEDO、早稻田大学和日本立邦控股将使用开采的MR流体,接续协同开采呆板人用柔性致动器。

  其它,日本立邦控股将使用此前正在涂料周围积蓄的颜料等微颗粒的涣散方式和安宁化工夫,胀动面向工业呆滞优化的新MR流体的商品化开采,进一步斥地使用周围(图7)。

  通过限定外部磁场,可对MR流体举办各式运动限定,譬喻剪切应力、滚动和压缩力等,因而正讨论使用于扭转、制动、减速器、水压液压致动器及隔震减震器等。