專利名稱：磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米級別鐵粉，具體為一種磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉。
技術(shù)背景電磁流變流體是在納米功能流體(磁性液體)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。 在外加電磁場作用下，電磁流變流體的表觀粘度從流態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)；撤 去外加電磁場后，從半固態(tài)迅速變回流態(tài)，從而實現(xiàn)了外加弱電信號對于電磁 流變流體(表觀)粘度的在線連續(xù)、迅速和可逆調(diào)節(jié)與控制。對機電行業(yè)而言， 電磁流變流體為流體流量和壓力主動控制提供了一種新穎、可靠、方便和相對 經(jīng)濟的技術(shù)手段(如電磁流變流體智能主動減振器、緩沖器和抗震消能器件)， 在國防和軍事上有著極其重要的作用。同時在離合、剎車和變扭矩主動控制方面也有突出優(yōu)點。目前國際和國內(nèi)磁變流技術(shù)存在的主要問題目前國際上磁變流技術(shù)的應(yīng) 用十分廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域概括了軍事、國防、航天、航空、航海和民用技術(shù)。國 內(nèi)的磁變流技術(shù)是在近幾年剛剛起步的。目前國內(nèi)外的磁變流技術(shù)都存在著難 以克服的困難。因為磁變流技術(shù)的主體是要求在外在弱電的作用下使化學(xué)、金 屬混合液體在電磁場作用下變?yōu)榘牍虘B(tài)，在撤去外加弱電流時，半固態(tài)迅速變 回流態(tài)。因為目前世界上通用的金屬粉體材料全部是區(qū)間范圍難以控制的片狀 金屬鐵粉，因為其片狀金屬鐵粉顆粒粒徑差異太大，懸浮性能不好，在液體中 分布不均勻，沉淀嚴重。導(dǎo)致在弱電情況下，金屬鐵粉顆粒產(chǎn)生的磁場中的磁 力線分布極不均勻，難以使流體在相對時間內(nèi)形成機械強度統(tǒng)一的半固態(tài)，特 別是在磁場撤銷后半固態(tài)變回流態(tài)的時間太長，導(dǎo)致產(chǎn)品性能降低。特別是在 火箭、導(dǎo)彈的發(fā)射中難以保證精確使用。所以導(dǎo)致在磁變流技術(shù)中，變化速度 不及時，流體變半固態(tài)機械強度達不到要求，回變速度緩慢，使用范圍受限。 針對目前世界范圍內(nèi)，磁變流技術(shù)存在的問題，認真分析其主要原因是金屬鐵 粉顆粒形狀、懸浮性能、分布均勻度、形成磁場中的磁力線的密度、均勻度有 著極大的關(guān)系。要解決上述磁變流技術(shù)存在的問題，關(guān)鍵在于從根本上解決金屬納米鐵粉顆粒的形狀和顆粒粒徑分布情況。專利申請?zhí)枮?006100481685記 載了一種金屬納米粉體零界顆粒切割生產(chǎn)工藝，該專利申請記載了一種全新的 零界顆粒切割金屬納米粉體材料工藝，以鐵粉為例，步驟包括，將鐵粉置于一 1(TC +15'C的加工溫度狀態(tài)下，然后對鐵粉顆粒進行高速切割，每分鐘控制在 5000 6000次，然后對切割后的鐵粉顆粒已6000轉(zhuǎn)/分鐘的高頻研磨，再進行 物理還原，表面包覆處理，最后分級分選即可得到產(chǎn)品。此項技術(shù)能夠加工出 不同納米級別的鐵粉，利用該方法生產(chǎn)出特定顆粒直徑的鐵粉具有以往技術(shù)無 法生產(chǎn)出的優(yōu)異特性，該工藝生產(chǎn)出的各個不同級別的納米鐵粉特性有著明顯 的區(qū)別，經(jīng)過分級分選和配比后可廣泛用于不同行業(yè)或領(lǐng)域。專利申請?zhí)枮?2006101620469公開了一種金屬微、納米顆粒包覆工藝，該申請的技術(shù)方案能在 金屬粉體材料的表面形成一層厚度為lnm—3nm的高質(zhì)量防氧化保護層，以下 稱為"DQ包覆法"。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的普通鐵粉應(yīng)用于磁變流技術(shù)的情況導(dǎo)致 產(chǎn)品性能差的問題而提供了一種磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的， 一種磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉，其制備方法是，利用金屬納米粉體零界顆粒切割生產(chǎn)工藝在-i(TC i5i:的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘5000次——6000次的情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒， 再分別分選出D3=40nm， D25=45nm， D50=60nm， D75=65nm， D97二75nm的顆粒分 布的粉體材料，而后對分選后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用"DQ包覆法" 在粉體顆粒的表面包覆一層厚度為lnm 3nm的防氧化層。這樣就可以從根本上 解決了目前世界上磁變流技術(shù)存在的問題。金屬鐵粉顆粒形狀的根本改變，就改變了磁變流技術(shù)存在的所有問題。所 以，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢如下；1、納米球形鐵粉顆粒，有著懸浮性能好、不沉淀的良好特性，在磁變流 過程中不會發(fā)生分布變化的情況。2、 因為納米鐵粉顆粒的粒徑范圍非常集中，所以在液體中的分布非常均 勻，對弱電情況下形成的均勻磁場非常有利。3、 用本技術(shù)生產(chǎn)的納米鐵粉顆粒是經(jīng)過表面處理和拋光的，在磁變流技 術(shù)的應(yīng)用中，為形成磁力線分布均勻的整體磁場有著良好的表現(xiàn)。4、 因為本技術(shù)工藝是用純粹的物理加工法進行生產(chǎn)的，所以在最大程度 上保留了鐵分子的原有性能，特別是在低溫情況下進行加工、生產(chǎn)。從根本上 避免了化學(xué)法生產(chǎn)鐵粉顆粒時部分破壞了鐵分子的原有性能，間接導(dǎo)致在磁變 流技術(shù)中難以形成和達到理想的分布均勻和密度合理的磁力線磁場。本技術(shù)生 產(chǎn)的納米鐵粉顆粒在磁變流技術(shù)中有著非常好的表現(xiàn)，在實際使用中形成了密 度合理、分布均勻的磁力線磁場。5、 本技術(shù)生產(chǎn)的納米鐵粉顆粒在其形狀處理、粒徑控制、消除顆粒表面 張力、顆粒表面拋光、防氧化處理、低溫切割，DQ包覆等工藝上有著獨到的長 人之處。所以在磁變流技術(shù)中形成了比較完美的效果。6、 本技術(shù)的使用同時在離合、剎車和變扭矩主動控制方面也有突出優(yōu)點。 特別是在智能流體新材料-網(wǎng)絡(luò)化電磁流變流體的工藝和配方上基本解決了傳 統(tǒng)常規(guī)電磁流變流體穩(wěn)定性問題。網(wǎng)絡(luò)化電磁流變流體靜態(tài)時呈現(xiàn)穩(wěn)定的微觀 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在剪切力作用下呈現(xiàn)常規(guī)流態(tài)。7、 本技術(shù)的使用在實踐中，實現(xiàn)了局域化電磁流變流體新技術(shù)。它是配合 由油類等流體載體、納米級至微米級軟磁鐵粉和合適的添加劑組成。在外加磁 場作用下，其流變特性很強。其突出特點是將電磁流變流體和應(yīng)用器件有機地 結(jié)合為一體，從而使流體不易分相、抗老化和抗使用環(huán)境污染能力強，在工程 領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用市場。
具體實施方式
實施例1:利用專利申請?zhí)枮?006100481685所記載的"零界顆粒切割金 屬納米粉體材料工藝"在-l(TC- +15"€的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘 6000次的情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒，再分別分選出(80 nm為例)D3=40nm D25=45 nm ， D50=60nm , D75二65nm , D97=75nm的顆粒分布較為集中的粉體材料，
而后對分選后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用"DQ包覆法"，在粉體顆粒 的表面包覆一層厚度為lnm 3nm的防氧化層。對鐵粉的分選可以選擇"旋風分級工藝"，該工藝主要利用鐵粉顆粒的受 力表面積和鐵粉顆粒在受力情況下的拋物曲線以及鐵粉顆粒在旋風容器中的自 重下落速度、時間。利用人工風力和速度在一密閉容器中對直徑不同的鐵粉顆 粒進行有效的分級。納米鐵粉旋風式分級設(shè)備分為四級，每級配置4KW調(diào)速電機一臺，同時配 置20KW負壓電機一臺。首先開動負壓電機在分級設(shè)備的各級容器中形成負壓狀 態(tài)，而后分別開啟l級——4級旋風分級器電機在各自密閉容器中形成軸流旋風。 將需要分級的鐵粉限量吸入第一密閉容器，在軸流旋風中分選出顆粒直徑最大 的鐵粉顆粒，剩余鐵粉顆粒進入第二密閉容器，在大于第一軸流旋風中分級出 所需鐵粉顆粒，順序二、三級進行逐級分級。這樣可以同時得到四個顆粒區(qū)間 相對集中的鐵粉產(chǎn)品。實施例2:利用專利申請?zhí)枮?006100481685所記載的"零界顆粒切割金 屬納米粉體材料工藝"在1CTC的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘6000次的 情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒，再分別分選出(80 nm為例)D3=40nm， D25=45 nm D50=60nm ，D75二65nm 7 D97=75nm的顆粒分布較為集中的粉體材料，而后對分選 后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用"DQ包覆法"，在粉體顆粒的表面包覆 一層厚度為lnm 3nm的防氧化層。實施例3:利用專利申請?zhí)枮?006100481685所記載的"零界顆粒切割金 屬納米粉體材料工藝"在15'C的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘5500次的 情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒，再分別分選出(80 nm為例)D3=40nm, D25=45 nm, D50=60nm ,， D75二65nm ，D97=75nm的顆粒分布較為集中的粉體材料，而后對分選 后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用"DQ包覆法"，在粉體顆粒的表面包覆 一層厚度為lnm 3nm的防氧化層。
權(quán)利要求
1、一種磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉，其特征在于制備方法是，利用金屬納米粉體零界顆粒切割生產(chǎn)工藝在-5℃～15℃的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘5000次--6000次的情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒，再分別分選出D3＝40nm，D25＝45nm，D50＝60nm，D75＝65nm，D97＝75nm的顆粒分布的粉體材料，而后對分選后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用“DQ包覆法”在粉體顆粒的表面包覆一層厚度為1nm～3nm的防氧化層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉，其特征在于在 15"C的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘5500次的情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米級別鐵粉，具體為一種磁變流技術(shù)專用金屬納米鐵粉。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的普通鐵粉應(yīng)用于磁變流技術(shù)的情況導(dǎo)致產(chǎn)品性能差的問題。制備方法是，在-5℃～15℃的情況下，高頻切割次數(shù)設(shè)定在每分鐘5000次-6000次的情況下生產(chǎn)納米鐵粉顆粒，再分別分選出D3＝40nm，D25＝45nm，D50＝60nm，D75＝65nm，D97＝75nm的顆粒分布較為集中的粉體材料，而后對分選后的鐵粉顆粒進行表面拋光處理，再用“DQ包覆法”在粉體顆粒的表面包覆一層防氧化層。金屬鐵粉顆粒形狀的根本改變，就改變了磁變流技術(shù)存在的所有問題。這樣就可以從根本上解決了目前世界上磁變流技術(shù)存在的問題。
文檔編號B22F9/04GK101157132SQ20071013965
公開日2008年4月9日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者王惠民 申請人:王惠民