纳米MnZn颗粒磁流体的制备与粘度特性研究
纳米MnZn颗粒磁流体的制备与粘度特性研究[20200406141538]
摘 要
磁流体是一种既有磁性又有流动性的液体材料，应用前景广阔。本文采用化学共沉淀法制备纳米Mn-Zn颗粒磁流体，并对其粘度特性作了重点分析。主要分析了温度、磁性纳米颗粒体积率、外加磁场以及表面活性剂质量率对纳米Mn-Zn颗粒磁流体粘度的影响。根据实验可知：表面活性剂含量和磁性纳米颗粒体积份额的增加时，粘度增加；温度越高，纳米Mn-Zn颗粒磁流体的粘度越小；外加磁场周期减小时，粘度则会增加。
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关键字:纳米Mn-Zn颗粒磁流体制备粘度
目 录
1 绪 论 1
1.1磁流体概述 1
1.2 应用领域及发展 2
2纳米颗粒磁流体简介 4
2.1 结构与分类 4
2.1.1 纳米磁性颗粒 4
2.1.2 表面活性剂 5
2.1.3 基液 6
2.1.4磁流体归类 6
2.2 性质介绍 7
2.3应用介绍 8
2.4发展现状 10
3制取纳米Mn-Zn颗粒磁流体 11
3.1制取纳米Mn-Zn颗粒 11
3.2 制取纳米Mn-Zn颗粒磁流体 12
3.2.1实验所需的设备以及药品 12
3.2.2 实验过程 12
3.2.3实验注意点 13
4 纳米Mn-Zn颗粒磁流体的粘度特性研究 14
4.1 测量纳米Mn-Zn颗粒磁流体粘度的方法 14
4.2温度对纳米Mn-Zn磁流体粘度的作用 14
4.3磁性颗粒体积比例对粘度的作用 15
4.4磁场的频率变化对粘度的作用 15
4.5表面活性剂质量比率对粘度的作用 16
5 结 语 17
6 发展趋势 18
参考文献 19
致 谢 20
1 绪 论
1.1磁流体概述
近些年来，电子工业的发展尤为迅速，这一趋势使电子器件中开始大批量的使用磁性材料，并且日趋成为电子技术发展的优势材料，Mn-Zn纳米颗粒磁流体则被作为主要的应用。
纳米Mn-Zn颗粒磁流体和与其类别相同的其他金属的磁性材料相比较看来，它本身的优势就在于当它被放在不断改变的磁场中时而产生的感生电流，也就是涡流，由其导致产生的能量损耗会小，而且电阻率高性能好等，而且由于它的保磁力低以及由于无功功率造成的损耗小和高磁导率等物理化学的特性，因此在电子工业中都大量应用这种材料，现在人们更多着重研究可以使得它们在各样的环境场合中都能合适使用的磁流体材料，比方说传感器以及磁记录仪等就是其中的一些典型的应用。
一般来说如果某种材料可以由于本身的就具有磁性以及它所带来的磁效应能够在各种的生产行业中发挥这种性质带来的作用，那么我们就把它叫做是磁性材料。磁性材料当然不仅仅局限于一种或者几种，它的品种丰富。可是一般的这种带有磁性的物质都是固体形式的，导致很难向各个行业推广，所以为了解决这样一种困境，一种以液体形式存在而且带有磁性的材料，即磁流体，就被发明出来了。
磁流体是极其稳定的。它有3个构成的部分，即尺寸极其小只有纳米级的固体的磁性颗粒、表面活性剂和液体形式的基液，由它的构成我们可以看出磁流体不仅跟固体磁性材料一样也具有磁性，它更是如液体材料一样也具备了流动性，如果有外加磁场时，这两种不同的性质就会在同一时间表现出来。
在1960年代，人们就研究磁流体的各种性质以及运用了。最早的时候是在国宇航局在他们的航天计划中用磁流体来对太空服进行密封。多年来，科学技术处在飞速的发展之中，随之而来的磁流体的应用领域也跟着不断地壮大发展。就像由于磁流体润滑的发展运用能让器械的使用寿命得以更多的被延长；当加入磁流体到一般的扬声器的音圈中的时候，就可以对它的功能作用有改良效果；在临床医学上应用磁流体，就是让磁流体来携带治疗药品，附加磁场来操控，磁流体就可以带着药物沿着预想的方向运动到达患部进行治疗。
1.2 应用领域及发展
纳米磁流体的一大优点还有它的传热的应用性质，但是过去科学家都将这一良好的应用前景给忽略了。现在科学家们对磁流体的钻研越来越深刻，研究人员开始把它作为一种从没有过的在传热过程中用来进行冷却设备的介质在传热增强的领域进行开发。磁流体传热的作用显著突出，因此它被用在了很多的行业生产中，像在电子行业很多都会采用这项运用。
对于这么优越的传热作用，很多科学家开始大量研究它的发展并进行推广。在中国，科学家开始对磁流体的理论进行研究是在上世纪七十年代的中期。并且，截止到现在为止，在它的理论研究这个领域里面已经有了突飞猛进的发展。
当今科学界，纳米科技是飞速向前的。怎么样将纳米技术在生产实践中应用就成了科学家们争相研究的课题。
作为一种凝胶悬浮液的Mn-Zn纳米颗粒磁流体，也可以被人直接简称成磁流体，它的直径规格均值大概为9纳米，有很薄的表面活性剂粘着在上面，并散布在液体形式存在的基液中，相比较来说有很好的稳定性能。再者它的导热性能效率很好、传热增强的效果也不同于一般。发展到现在，科学家们对Mn-Zn纳米颗粒磁流体的研究已经系统成熟了。
在上世纪中叶的时候，Mn-Zn纳米颗粒磁流体开始进入了科学家的研究视线，早先的时候是美国宇航局用来密封太空服。许多国家也都前后展开了对Mn-Zn颗粒磁流体的应用的研究，迅速的将它推广到了各大行业和领域。特别是到现在这个时代，由于行业迅速地发展，磁流体的应用范围也尤为地拓展。
一般来说要制获磁流体用的还是化学的方法，之前必须要先筹制大小大概为10纳米左右的微粒,再用表面活性剂去吸附这些颗粒,把它们单独的包裹起来，然后撒到需要的液体中磁流体就能被成功制取出来了。一种散布在液体中的纳米金属铁粉新型磁流体也被科学家研究出来了,它的饱和磁化强应跟我们所研究的这种磁流体比起来要大的多。这种磁流体是离子性的，这是因为尺寸较大的粒子被加入到基液中,它们可以充当表面活性剂使用，达到把铁磁性的尺寸为纳米级的颗粒散布在液体中的目的。为了在各种用途中发挥磁流体的作用，我们可以通过改变一些条件来达到要求。通过一些例子我们可以具体说明如何达到这些应用要求。比如当铁磁性微粉用的是感温性的物质材料的时候，也就是表现在改变磁性颗粒的性质不同方面，这时候磁流体就是可以被用来做磁流体泵和热泵；而比如使得分散介质的性质不同时，可达到的应用要求就更多了。如当溶剂采用液体形式的金属时就可以制成能够导电的磁流体；如若使用气体当成“基液”还可以制成磁性气体。
虽然我国对于磁流体的研究发展势头迅速，但是同国外比较看来我们仍然和他们差距较大，鉴于这种落后情况，我国不断在深入对这一方面的研究，争取能达到国际水平。
因为经济方面的影响，磁流体的这个行业也受到了很大的冲击。一些企业的物料以及资金强大，接下来几年它们就会成为这个领域的主导力量，而其他的一些企业资源方面没有那么大的优势，而且规模相对来说也更小，在这种残酷的竞争下，它们想要更进一步发展壮大就显得极其困难。虽然如此，磁流体的前途还是一片光明的，继续这种研究工作是必要的以及有意义的。
2纳米颗粒磁流体简介
这一章节主要介绍构成磁流体的几个部分，一共有三个部分，为基液、尺寸为纳米级的固体磁性粒子和表面活性剂；概述了磁流体的特殊性质、应用范围及磁流体的发展现状。
2.1 结构与分类
主要有三大部分构成磁流体：（1）基液；（2）尺寸为纳米尺度的磁性微粒；（3）表面活性剂。具体组成可以参考下图2.1。
图2.1 构成成分图
被磁化的流体组成示意图如图2.2。它也被人们称作超顺磁性液体，拥有磁性以及流动性。
图
图2.2 具有磁性的流体图
2.1.1 纳米磁性颗粒
一般来说磁性颗粒的直径特别小，磁性粒子之所以能够在基液中悬浮，就是由于它在基液中有机械运动，然后就有了动能，这样它就可以漂浮。而且磁流体之所以能有磁性，就在于其中的带有磁性的固体颗粒。现在有很多类的固体磁性粒子被大量的运用，比如金属离子类等。
摘 要
磁流体是一种既有磁性又有流动性的液体材料，应用前景广阔。本文采用化学共沉淀法制备纳米Mn-Zn颗粒磁流体，并对其粘度特性作了重点分析。主要分析了温度、磁性纳米颗粒体积率、外加磁场以及表面活性剂质量率对纳米Mn-Zn颗粒磁流体粘度的影响。根据实验可知：表面活性剂含量和磁性纳米颗粒体积份额的增加时，粘度增加；温度越高，纳米Mn-Zn颗粒磁流体的粘度越小；外加磁场周期减小时，粘度则会增加。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:纳米Mn-Zn颗粒磁流体制备粘度
目 录
1 绪 论 1
1.1磁流体概述 1
1.2 应用领域及发展 2
2纳米颗粒磁流体简介 4
2.1 结构与分类 4
2.1.1 纳米磁性颗粒 4
2.1.2 表面活性剂 5
2.1.3 基液 6
2.1.4磁流体归类 6
2.2 性质介绍 7
2.3应用介绍 8
2.4发展现状 10
3制取纳米Mn-Zn颗粒磁流体 11
3.1制取纳米Mn-Zn颗粒 11
3.2 制取纳米Mn-Zn颗粒磁流体 12
3.2.1实验所需的设备以及药品 12
3.2.2 实验过程 12
3.2.3实验注意点 13
4 纳米Mn-Zn颗粒磁流体的粘度特性研究 14
4.1 测量纳米Mn-Zn颗粒磁流体粘度的方法 14
4.2温度对纳米Mn-Zn磁流体粘度的作用 14
4.3磁性颗粒体积比例对粘度的作用 15
4.4磁场的频率变化对粘度的作用 15
4.5表面活性剂质量比率对粘度的作用 16
5 结 语 17
6 发展趋势 18
参考文献 19
致 谢 20
1 绪 论
1.1磁流体概述
近些年来，电子工业的发展尤为迅速，这一趋势使电子器件中开始大批量的使用磁性材料，并且日趋成为电子技术发展的优势材料，Mn-Zn纳米颗粒磁流体则被作为主要的应用。
纳米Mn-Zn颗粒磁流体和与其类别相同的其他金属的磁性材料相比较看来，它本身的优势就在于当它被放在不断改变的磁场中时而产生的感生电流，也就是涡流，由其导致产生的能量损耗会小，而且电阻率高性能好等，而且由于它的保磁力低以及由于无功功率造成的损耗小和高磁导率等物理化学的特性，因此在电子工业中都大量应用这种材料，现在人们更多着重研究可以使得它们在各样的环境场合中都能合适使用的磁流体材料，比方说传感器以及磁记录仪等就是其中的一些典型的应用。
一般来说如果某种材料可以由于本身的就具有磁性以及它所带来的磁效应能够在各种的生产行业中发挥这种性质带来的作用，那么我们就把它叫做是磁性材料。磁性材料当然不仅仅局限于一种或者几种，它的品种丰富。可是一般的这种带有磁性的物质都是固体形式的，导致很难向各个行业推广，所以为了解决这样一种困境，一种以液体形式存在而且带有磁性的材料，即磁流体，就被发明出来了。
磁流体是极其稳定的。它有3个构成的部分，即尺寸极其小只有纳米级的固体的磁性颗粒、表面活性剂和液体形式的基液，由它的构成我们可以看出磁流体不仅跟固体磁性材料一样也具有磁性，它更是如液体材料一样也具备了流动性，如果有外加磁场时，这两种不同的性质就会在同一时间表现出来。
在1960年代，人们就研究磁流体的各种性质以及运用了。最早的时候是在国宇航局在他们的航天计划中用磁流体来对太空服进行密封。多年来，科学技术处在飞速的发展之中，随之而来的磁流体的应用领域也跟着不断地壮大发展。就像由于磁流体润滑的发展运用能让器械的使用寿命得以更多的被延长；当加入磁流体到一般的扬声器的音圈中的时候，就可以对它的功能作用有改良效果；在临床医学上应用磁流体，就是让磁流体来携带治疗药品，附加磁场来操控，磁流体就可以带着药物沿着预想的方向运动到达患部进行治疗。
1.2 应用领域及发展
纳米磁流体的一大优点还有它的传热的应用性质，但是过去科学家都将这一良好的应用前景给忽略了。现在科学家们对磁流体的钻研越来越深刻，研究人员开始把它作为一种从没有过的在传热过程中用来进行冷却设备的介质在传热增强的领域进行开发。磁流体传热的作用显著突出，因此它被用在了很多的行业生产中，像在电子行业很多都会采用这项运用。
对于这么优越的传热作用，很多科学家开始大量研究它的发展并进行推广。在中国，科学家开始对磁流体的理论进行研究是在上世纪七十年代的中期。并且，截止到现在为止，在它的理论研究这个领域里面已经有了突飞猛进的发展。
当今科学界，纳米科技是飞速向前的。怎么样将纳米技术在生产实践中应用就成了科学家们争相研究的课题。
作为一种凝胶悬浮液的Mn-Zn纳米颗粒磁流体，也可以被人直接简称成磁流体，它的直径规格均值大概为9纳米，有很薄的表面活性剂粘着在上面，并散布在液体形式存在的基液中，相比较来说有很好的稳定性能。再者它的导热性能效率很好、传热增强的效果也不同于一般。发展到现在，科学家们对Mn-Zn纳米颗粒磁流体的研究已经系统成熟了。
在上世纪中叶的时候，Mn-Zn纳米颗粒磁流体开始进入了科学家的研究视线，早先的时候是美国宇航局用来密封太空服。许多国家也都前后展开了对Mn-Zn颗粒磁流体的应用的研究，迅速的将它推广到了各大行业和领域。特别是到现在这个时代，由于行业迅速地发展，磁流体的应用范围也尤为地拓展。
一般来说要制获磁流体用的还是化学的方法，之前必须要先筹制大小大概为10纳米左右的微粒,再用表面活性剂去吸附这些颗粒,把它们单独的包裹起来，然后撒到需要的液体中磁流体就能被成功制取出来了。一种散布在液体中的纳米金属铁粉新型磁流体也被科学家研究出来了,它的饱和磁化强应跟我们所研究的这种磁流体比起来要大的多。这种磁流体是离子性的，这是因为尺寸较大的粒子被加入到基液中,它们可以充当表面活性剂使用，达到把铁磁性的尺寸为纳米级的颗粒散布在液体中的目的。为了在各种用途中发挥磁流体的作用，我们可以通过改变一些条件来达到要求。通过一些例子我们可以具体说明如何达到这些应用要求。比如当铁磁性微粉用的是感温性的物质材料的时候，也就是表现在改变磁性颗粒的性质不同方面，这时候磁流体就是可以被用来做磁流体泵和热泵；而比如使得分散介质的性质不同时，可达到的应用要求就更多了。如当溶剂采用液体形式的金属时就可以制成能够导电的磁流体；如若使用气体当成“基液”还可以制成磁性气体。
虽然我国对于磁流体的研究发展势头迅速，但是同国外比较看来我们仍然和他们差距较大，鉴于这种落后情况，我国不断在深入对这一方面的研究，争取能达到国际水平。
因为经济方面的影响，磁流体的这个行业也受到了很大的冲击。一些企业的物料以及资金强大，接下来几年它们就会成为这个领域的主导力量，而其他的一些企业资源方面没有那么大的优势，而且规模相对来说也更小，在这种残酷的竞争下，它们想要更进一步发展壮大就显得极其困难。虽然如此，磁流体的前途还是一片光明的，继续这种研究工作是必要的以及有意义的。
2纳米颗粒磁流体简介
这一章节主要介绍构成磁流体的几个部分，一共有三个部分，为基液、尺寸为纳米级的固体磁性粒子和表面活性剂；概述了磁流体的特殊性质、应用范围及磁流体的发展现状。
2.1 结构与分类
主要有三大部分构成磁流体：（1）基液；（2）尺寸为纳米尺度的磁性微粒；（3）表面活性剂。具体组成可以参考下图2.1。
图2.1 构成成分图
被磁化的流体组成示意图如图2.2。它也被人们称作超顺磁性液体，拥有磁性以及流动性。
图
图2.2 具有磁性的流体图
2.1.1 纳米磁性颗粒
一般来说磁性颗粒的直径特别小，磁性粒子之所以能够在基液中悬浮，就是由于它在基液中有机械运动，然后就有了动能，这样它就可以漂浮。而且磁流体之所以能有磁性，就在于其中的带有磁性的固体颗粒。现在有很多类的固体磁性粒子被大量的运用，比如金属离子类等。
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