幾種常見的磁流體密封的物理特性
磁流體密封具有零泄漏,小摩擦,低功耗,無磨損,無老化,結(jié)構(gòu)簡單和壽命長等優(yōu)點,可以在高速下運行,尤其在旋轉(zhuǎn)軸密封中具有獨特的優(yōu)越性,目前已用于氣體和真空的密封。
磁流體是磁性流體的簡稱。它既具有磁性材料和液體的特性,又具有利用磁場控制流變性、熱物理性和光學(xué)性能的能力。它是將超微磁粒通過界面活性劑高度分散在載液中而形成的一種膠體溶液(見圖29.9-1),其中含有礦物油、有機(jī)硅液、有機(jī)氟液、許多其它液體和磁性材料(粒度<10nm的磁鐵礦、Fe和Co=。
為防止這些磁性顆粒材料產(chǎn)生凝聚,在顆粒表面包覆著一層活性物質(zhì)(穩(wěn)定劑)。作為密封用磁流體,其性能要求:穩(wěn)定性好(不凝聚、不沉淀、不分解),飽和磁化強(qiáng)度高,起始磁導(dǎo)率大,粘度和飽和蒸汽壓低。其它如凝固點、沸點、導(dǎo)熱率、比熱容和表面張力等也有一定的要求。
表29.9-1和表29.9-2列出了幾種磁流體的物理特性。
載液 | 材料 代號 | 飽和磁化強(qiáng)度M/A·m-1 | 密度ρ g·cm-2 | 粘度①η ×10-3/Pa·s | 冰點t1 /℃ | 沸點(氣壓為133.3Pa) tb/℃ | 起始 磁化率/M·H-1 | 表面張力 σ×10-3/N·m-1 | 導(dǎo)熱率 λ×10-2/W· (m·℃)-1
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比熱容 C/kJ· (kg·℃)-1
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膨脹系數(shù)③ α×10-4/℃ |
二酯基 | D01 | 2.51 | 1.185 | 75 | -37 | 148.9 | 0.5 | ||||
烴基 | 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氣壓為3.2kPa時的數(shù)據(jù)。 ③平均溫度在25~93℃
磁流體 | W-35 | HC-50 | DEA-40 | DES-40 | NS-35 | L-25 | PX-10 |
外部形狀 | 黑色液態(tài) | 黑褐色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) | 黑色液態(tài) |
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% | |
沸點(0.1013MPa)/℃ | 100 | 180~212 | 335 | 377 | 240~260 (266.64Pa) | ||
流動點/℃ | 0 | -27.5 | -72.5 | -62 | -35 | -55 | -35 |
著火點/℃ | 65 | 102 | 215 | 225 | 224 | 233 | |
蒸汽壓/Pa | 333.31 (200℃時) | 66.66 (200℃時) | 0.33×10-6 (200℃時) 0.666 (150℃時) | ||||
分散媒介質(zhì)(載液) | 水 | 煤油 | 二酯 | 二酯 | 醇酸萘 | 合成油 | 磷酸二酯 |
主要用途 | 密度分選 | 密度分選 顯象液 | 軸密封與揚聲器軸承 | 真空密封 揚聲器軸承 | 磁盤用密封 | 場聲器軸承 |