Fe-Co基合金磁流体的制备研究

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磁流体具有奇特的性能而被广泛应用于航空航天、密封材料、医药科学等众多领域。然而由于磁流体的磁性、热稳定性的不足,严重的限制了其在耐压及密封等方面的应用,这主要归因于磁流体中磁性粒子的性能。所以,选择高饱和磁化强度和热稳定性的Fe-Co基软磁合金磁性粒子制备磁流体是非常必要的。采用熔融纺丝技术制备Fe-Co基软磁合金粒子,讨论B、Si添加量对磁性粒子影响。结果表明:在(Fe0.8Co0.2)98-XBXSi2的软磁合金中,随着B元素含量的减少,磁性粒子的饱和磁化强度、剩磁以及矫顽力逐渐升高。其中性能最好的Fe68Co22B10最大饱和磁化强度为245.39A·m2/kg,矫顽力为5.10kA/m,剩磁为0.67A·m2/kg。经过表面处理后的磁性粒子饱和磁化强度降低至183.19A·m2/kg,矫顽力和剩磁分别增加到8.42kA/m和0.95A·m2/kg。改性后磁性粒子的团聚程度降低,初始合金粒子的平均粒度约在500nm左右,改性后平均粒度约在580nm。通过恒温、搅拌制备的磁流体,经过相关测试得知:Fe-Co基磁流体的粘度受磁性粒子的质量分数、粒度、温度以及时间的影响。磁性粒子质量分数越高,团聚越严重,磁流体的粘度也就越大。随着温度的上升,Fe-Co基磁流体的粘度随呈现下降的趋势,在温度超过65℃后下降趋势变缓慢,表现出更好的热稳定性。同时,粘度也会随着时间的增加而降低,但是较缓慢。质量分数为35wt%的Fe68Co22B10磁流体最高粘度为4.63×104mPa·s。磁流体中的粒子易聚团聚,团聚块体尺寸约在25μm之间。以Fe68Co22B10为磁性粒子制备的磁流体中,磁性粒子质量分数为35wt%的磁流体达到最大饱和磁化强度为47.08A·m2/kg,剩磁为3.96A·m2/kg。
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