磁性液体的主要应用之一是磁性液体密封,磁性液体密封具有长寿命、零泄漏、无污染等优点,因而广泛的应用于气体和真空密封。随着对磁性液体密封的深入研究,其应用范围不断扩大。在石油化工、海洋工程等领域,需要在液体环境下完成密封。在液体密封过程中,磁性液体与被密封液体直接接触,会产生乳化现象,很难保证磁性液体的密封性能。本论文为解决磁性液体密封液体介质的难题,提出了一种新的解决思路:在磁性液体中加入非导磁性固体颗粒,利用磁性液体的一阶浮力原理,将非导磁性固体颗粒排到磁性液体表面,弱化了磁性液体和被密封液体的直接接触,提高了磁性液体的密封性能。本论文主要进行了以下工作:(1)根据磁性液体密封液体的主要失效机理,提出一种利用磁性液体一阶浮力原理解决该问题的方法:在磁性液体中加入非导磁性固体颗粒,利用磁性液体的一阶浮力原理,将非导磁性固体颗粒排到磁性液体表面,弱化磁性液体和被密封液体的直接接触,提高了磁性液体的密封性能。(2)对比了不同种类磁性液体的特性,要保证磁性液体与被密封液体介质不会产生相互作用,根据本论文中被密封液体介质的物理、化学特性,选择一种机油基磁性液体。(3)搭建了界面观测实验台对添加非导磁性固体颗粒的磁性液体的密封机制进行研究。得出单极极齿下磁性液体体积是影响液体密封的重要因素。添加非导磁性固体颗粒的磁性液体密封变化过程的趋势与常规磁性液体是一致的,非导磁性固体颗粒在密封过程中能够减弱磁性液体和被密封液体之间的相互作用。(4)设计了液体密封实验件,利用软件ANSYS对极靴的齿宽、齿形等进行了耐压能力仿真,结合液体密封的失效与单个极齿下磁液量的关系,最终确定齿宽为0.5mm。(5)搭建了磁性液体密封实验台,对添加非导磁性固体颗粒的磁性液体进行了耐压实验与密封时长实验研究。实验得出添加非导磁性固体颗粒对磁性液体的耐压能力影响很小。添加非导磁性固体颗粒后,弱化了磁性液体与被密封液体介质的直接接触,相比常规磁性液体,密封时长最高提升了 21.5%。图48幅,表14个,参考文献57篇。