一種透平油基磁性液體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米技術(shù)、密封及潤(rùn)滑材料領(lǐng)域，特別是涉及一種用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部位的密封及潤(rùn)滑用磁性液體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部位密封中一般采用迷宮式密封或機(jī)械式油封，密封部位是硬接觸，存在機(jī)械磨損，密封間隙將隨使用時(shí)間增加而逐漸變大，結(jié)果造成泄漏。而且這種密封結(jié)構(gòu)在一定條件下，因密封腔內(nèi)的汽流產(chǎn)生流體激振，而使軸振加大，破壞軸承的運(yùn)行穩(wěn)定性及機(jī)組的安全。而使用透平油基磁性液體密封時(shí)，由于磁性液體密封是軟密封，在密封部位沒有硬接觸，不存在機(jī)械磨損，所以密封性好，密封壽命長(zhǎng)，安全可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的
[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足，提供一種以油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子作為磁性粒子、透平油為基液的兼顧潤(rùn)滑與密封的磁性液體的制備方法。
[0005]技術(shù)方案
[0006]—種透平油基磁性液體的制備方法，其特征在于:該方法步驟如下:
[0007]a、油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe_Co@Si02合金納米粒子的制備，
[0008]制備過程分兩步:
[0009](I )Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備
[0010]首先以Fe-C0合金棒為原料，做陽極，以W棒為陰極，在總壓力為5.0X 104Pa_8.0 X10￥&的55^^025%!12+20%3丨!14的混合氣氛中，用直流電弧等離子體熔化?6-(:0合金制備Fe-CoOSi合金納米粒子;然后用氣流使其懸浮在I %02+99%Ar的混合氣體中進(jìn)行鈍化處理，即獲得Fe-CoOS12合金納米粒子；
[0011 ] (2)油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備:
[0012]首先配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液;然后再把Fe-CoOS12合金納米粒子放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為IMPa、溫度為50°C的條件下攪拌60分鐘，即獲得油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的5-20納米Fe-C0OS12合金納米粒子；
[0013]b、制備透平油基磁性液體
[0014]透平油基磁性液體的質(zhì)量組成為:油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子5-25%，透平油75-95%，以上配方比例按質(zhì)量份計(jì)算;其制備方法如下:
[0015]①按上述透平油基磁性液體的組成配方分別取油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe_Co@Si02合金納米粒子、透平油；
[0016]②先將透平油加熱到40 °C_55°C，再將油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子放入，在機(jī)械攪拌下用超聲波震蕩6-10分鐘，然后再加熱到60 °C_75°C并恒溫8-10分鐘，再自然冷卻到室溫，即制備出透平油基磁性液體。
[0017]制備得到的透平油基磁性液體的性能指標(biāo)是:25°C時(shí)粘度為2X 103mPa.s-10 X103mPa.S，飽和磁化強(qiáng)度為 3A.m2/kg_16A.m2/kg。
[0018]配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液的步驟如下:把油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為0.5MPa、溫度為90°C的條件下攪拌30分鐘，當(dāng)高壓反應(yīng)釜中的壓力和溫度降到常壓和室溫后，得到質(zhì)量比為2:1混合均勻的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液。
[0019]步驟(I)中，以純度為99.5wt%、Co含量為l-lOwt^^^Fe-Co合金棒為原料。
[0020]步驟(I)中，制備Fe-CoOSi合金納米粒子的時(shí)間為1-8小時(shí)。
[0021]步驟(I)中用氣流使Fe-CoOSi合金納米粒子懸浮在I%02+99%Ar的混合氣體中鈍化處理的時(shí)間為4-10小時(shí)。。
[0022]優(yōu)點(diǎn)及效果
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下:
[0024]潤(rùn)滑與密封兼顧，由于磁性液體密封材料是軟密封，在密封部位沒有硬接觸，不存在機(jī)械磨損，所以密封性好，密封壽命長(zhǎng)，安全可靠。
[0025]透平油基磁性液體除具有目前磁性液體所具有的密封功能外，還具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性能。所以用于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑與密封比傳統(tǒng)的密封效果好，密封壽命長(zhǎng)。
[0026]油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-C0OS12合金納米粒子在透平油中分散均勻，透平油基磁性液體的粘度、磁性易于控制。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明提供一種以油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe_Co@Si02合金納米粒子作為磁性粒子、透平油為基液的兼顧潤(rùn)滑與密封的磁性液體的制備方法?？杉骖櫇?rùn)滑與密封，由于磁性液體密封材料是軟密封，在密封部位沒有硬接觸，不存在機(jī)械磨損，所以密封性好，密封壽命長(zhǎng)，安全可靠。
[0028]—種透平油基磁性液體的制備方法，其特征在于:該方法步驟如下:
[0029]a、油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備，
[0030]制備過程分兩步:
[0031 ] (I )Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備
[0032]首先以Fe-Co合金棒為原料，做陽極，以W棒為陰極，在總壓力為5.0X 104Pa_8.0 X10午&的55%六025%!12+20%3丨!14的混合氣氛中，用直流電弧等離子體熔化?6-(:0合金制備Fe-CoOSi合金納米粒子;然后用氣流使其懸浮在I %02+99%Ar的混合氣體中進(jìn)行鈍化處理，即獲得Fe-CoOS12合金納米粒子；
[0033](2)油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備:
[0034]首先配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液;然后再把Fe-CoOS12合金納米粒子放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為IMPa、溫度為50°C的條件下攪拌60分鐘，即獲得油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的5-20納米Fe-C0OS12合金納米粒子；
[0035]b、制備透平油基磁性液體
[0036]透平油基磁性液體的質(zhì)量組成為:油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子5-25%，透平油75-95%，以上配方比例按質(zhì)量份計(jì)算;其制備方法如下:
[0037]①按上述透平油基磁性液體的組成配方分別取油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-Co@Si02合金納米粒子、透平油；
[0038]②先將透平油加熱到40°C_55°C，再將油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子放入，在機(jī)械攪拌下用超聲波震蕩6-10分鐘，然后再加熱到60 °C_75°C并恒溫8-10分鐘，再自然冷卻到室溫，即制備出透平油基磁性液體。
[0039]制備得到的透平油基磁性液體的性能指標(biāo)是:25°C時(shí)粘度為2X 103mPa.s-10 X103mPa.S，飽和磁化強(qiáng)度為 3A.m2/kg_16A.m2/kg。
[0040]配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液的步驟如下:把油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為0.5MPa、溫度為90°C的條件下攪拌30分鐘，當(dāng)高壓反應(yīng)釜中的壓力和溫度降到常壓和室溫后，得到質(zhì)量比為2:1混合均勻的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液。
[0041 ] 步驟(I)中，以純度為99.5被％、(:0含量為1-10被％的？6-(:0合金棒為原料。
[0042]步驟(I)中，制備Fe-CoOSi合金納米粒子的時(shí)間為1-8小時(shí)。
[0043]步驟(I)中用氣流使Fe-CoOSi合金納米粒子懸浮在I%02+99%Ar的混合氣體中鈍化處理的時(shí)間為4-10小時(shí)。
[0044]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例的限制。
[0045]實(shí)施例1
[0046]—種透平油基磁性液體的制備方法，該方法步驟如下:
[0047]1、油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備
[0048]制備過程分兩步:
[0049](I )Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備
[0050]首先以純度為99.5wt%、Co含量為2wt^^Fe-Co合金棒為原料(做陽極)，以W棒為陰極，在總壓力為5.0\10兮&的55^^+25%出+20%3池的混合氣氛中，用直流電弧等離子體熔化Fe-Co合金制備Fe-CoOSi合金納米粒子，制備時(shí)間2小時(shí)。然后用氣流使其懸浮在I %02+99%Ar的混合氣體中4小時(shí)進(jìn)行鈍化處理，即獲得Fe-CoOS12合金納米粒子。
[°°511 (2)油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe_Co@Si02合金納米粒子的制備
[0052]首先配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液，把稱好的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為0.5MPa、溫度為90°C的條件下攪拌30分鐘，當(dāng)高壓反應(yīng)釜中的壓力和溫度降到常壓和室溫后，得到質(zhì)量比為2:1混合均勻的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液。然后再把Fe-C0OS12合金納米粒子放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為IMPa、溫度為50°C的條件下攪拌60分鐘，即獲得油酸-二羥基聚二甲基硅氧燒修飾的11納米Fe-Co@Si02合金納米粒子。
[0053]2、配制透平油基磁性液體
[0054]透平油基磁性液體的質(zhì)量組成為:油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOSi〇2合金納米粒子6%，透平油94%，以上配方比例按質(zhì)量份計(jì)算。其制備方法是:①按透平油基磁性液體的組成配方分別稱取油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-C0OS12合金納米粒子、透平油；②先將透平油加熱到40°C，再將油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-CoOS12合金納米粒子放入，在機(jī)械攪拌下用超聲波震蕩6分鐘，然后再加熱到60°C并恒溫8分鐘，再自然冷卻到室溫，即制備出透平油基磁性液體。透平油基磁性液體的性能指標(biāo)是:25 °C時(shí)粘度為3 X 103mPa.s，飽和磁化強(qiáng)度為5A.m2/kg。
[0055]實(shí)施例2
[0056]—種透平油基磁性液體的制備方法，該方法步驟如下:
[0057]1、油酸-二羥基聚二甲基硅氧烷修飾的Fe-C0OS12合金納米粒子的制備
[0058]制備過程分兩步:
[0059](I )Fe-Co@Si02合金納米粒子的制備
[0060]首先以純度為99.5wt%、Co含量為5wt^^Fe-Co合金棒為原料(做陽極)，以W棒為陰極，在總壓力為6.0 X 14Pa的55 %Ar+25 %H2+20 % SiH4的混合氣氛中，用直流電弧等離子體熔化Fe-Co合金制備Fe-CoOSi合金納米粒子，制備時(shí)間4小時(shí)。然后用氣流使其懸浮在I %02+99%Ar的混合氣體中6小時(shí)進(jìn)行鈍化處理，即獲得Fe-CoOS12合金納米粒子。
[0061 ] (2)油酸-二輕基聚二甲基娃氧燒修飾的Fe_Co@Si02合金納米粒子的制備
[0062]首先配制質(zhì)量比為2:1的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液，把稱好的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為0.5MPa、溫度為90°C的條件下攪拌30分鐘，當(dāng)高壓反應(yīng)釜中的壓力和溫度降到常壓和室溫后，得到質(zhì)量比為2:1混合均勻的油酸和二羥基聚二甲基硅氧烷的混合溶液。然后再把Fe-C0OS12合金納米粒子放入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為IMPa、溫度為50°C的條件下攪拌60分鐘，即獲得油酸-二羥基聚二甲基硅