熔石英元件磁性复合流体抛光去除特性研究

基于磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光技术开展了熔石英元件抛光工艺研究,对比了传统MCF和超声辅助MCF(以下简称UMCF)抛光对熔石英材料去除特性的影响,探究了不同抛光时间下MCF和UMCF抛光对熔石英材料去除量/去除率和表面粗糙度的影响,并构建了与抛光应力和抛光时间有关的材料去除率模型。研究结果表明,相较于传统MCF,UMCF在提高材料去除率和降低表面粗糙度方面均有优势。两种抛光方式下材料去除机制均为弹塑性去除,UMCF抛光获得的表面粗糙度相比于MCF抛光优化了68.88%。由于流体动压力和超声振动压力的联合作用,UMCF抛光材料去除率最高可达5.74×10^(-3)mm^(3)/min,相比于MCF抛光提升了4.04倍。MCF和UMCF抛光材料去除率与抛光应力和抛光时间均呈现幂函数相关性,且在UMCF抛光中抛光应力对去除率的影响权重大于MCF抛光。

基于磁性复合磨粒的磁流变抛光试验研究

针对铝合金磁流变抛光过程中出现的磨粒分布不均,提出基于二氧化硅包覆四氧化三铁(Fe_(3)O_(4)@SiO_(2))壳核结构磁性复合磨粒的化学辅助磁流变抛光工艺。用溶胶-凝胶法制备Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性复合磨粒,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(EDS)及振动样品磁强计(VSM)对其进行表征。进行6061铝合金平面材料的单因素抛光试验,研究主轴转速、抛光间隙、进给速度及抛光时间等对表面质量的影响。结果表明:主轴转速为600 r/min、抛光间隙为3 mm、进给速度为80 mm/min、抛光时间为40 min是最优参数组,在此参数下抛光6061铝合金,获得了Ra=0.02μm的超光整表面。对比同参数下传统磁流变抛光后的铝合金表面,因磨粒分布不均导致的表面细小划痕得到改善。

高速永磁电机新型磁性复合材料弹性模量预测

一种新型粉块层级转子结构可有效提高高速永磁电机转子强度。为了准确分析新型复合转子结构强度,需要准确预测转子复合磁性材料的力学性能。该文将新型磁粉胶膜复合材料看作由磁粉颗粒、界面和基体组成的三相复合材料,首先基于蒙特卡罗法构建了Abaqus-Python耦合的代表性体积单元参数化模型,然后依据细观力学等效三相球模型推导出界面层的弹性模量,最后基于虚功原理创建磁粉胶膜弹性模量有限元预测模型,并与拉伸试验结果进行比较分析,验证了模型的准确性。在此基础上,研究了细观结构和界面参数对磁粉胶膜弹性模量的影响规律,得到了磁性材料细观结构与力学性能的映射关系。

广泛应用的新型功能磁性复合材料研究

论述了功能磁性复合材料的基本概念、种类和性能;指出了多种新型功能磁性复合材料的应用领域和主要用途。

纳米Fe_3O_4/PVDF磁性复合膜的原位制备及表征

通过膜相渗透原位化学沉积法制备了聚合物基Fe3O4/聚偏氟乙烯(PVDF)磁性纳米复合膜,研究了复合膜制备的适宜条件,采用红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、X射线衍射、扫描电镜(SEM)等手段对复合膜的组成、结构进行了表征和分析,通过气体渗透法测定了复合膜的孔径随制备条件的变化情况.FT-IR和XRD图谱结果表明,在基膜中原位生成Fe3O4后不影响基膜PVDF的分子结构;复合膜中的Fe3O4粒子尺寸为68 nm左右,复合膜的磁化率达0.044 cm3·g-1;复合膜的磁化率、平均孔径、最大孔径及孔径分布范围随反应条件的改变而有明显变化.

细乳液聚合法制备磁性复合微球及其表征

在制备超细Fe3O4 磁性粒子的基础上 ,以 3种低分子量聚合物Disperbyk 1 0 6、Disperbyk 1 0 8和Disperbyk 1 1 1为Fe3O4 微粒在单体相中的分散稳定剂 ,采用细乳液聚合法制备了平均粒径为 3 40nm的PS Fe3O4 磁性复合微球 .详细研究了分散剂种类对细乳液聚合制备磁性复合微球的影响 ,并采用XRD、TGA和TEM等手段对磁性复合微球的形态、结构及磁响应性等进行了表征 .实验结果证明分散剂的选择对磁性复合微球的成功制备起着至关重要的作用 ,兼具酸性和碱性功能基的分散剂Disperbyk 1 0 6具有更好的分散和稳定效果 .TEM结果表明 ,所制备的复合微球具有一些缺陷 ,而缺陷处往往是Fe3O4

无机-高分子磁性复合粒子的制备与表征

详细地研究了乳化剂用量对种子乳液聚合反应的影响，并成功地制备出粒径约300nm的苯乙烯／丙烯酸共聚小球．另外，还报道使用化学共沉淀法使无机粒子与高分子球复合，制备出高分子球为核，无机粒子为壳层的磁性复合粒子，使用XRD、TEM等手段对此复合粒子进行了表征．同时，进一步研究了这种复合粒子悬浮液的悬浮性能以及粘度随磁场的变化情况．

磁性复合抛光体配制及其抛光性能试验研究

介绍一种新的磁性复合抛光体(M PT)的配制及检测方法.新的磁性抛光体是将磁性复合流体和磨粒、植物纤维素均匀混合,通过外加磁场压缩制成的,在磁场作用下为半固态.M PT的主要成分及规格:煤油基纳米直径F e3O4的磁流体(M F)、微米级直径的铁粉、微米级直径的纯A l2O3磨粒.对几种混合比例的M PT分别进行了SEM的显微观察和抛光作用力的三维检测,在给定压力下对M PT的剪切力和抛光性能进行了试验.结果表明:磁性复合抛光体的配比影响着M PT最大剪切力,具有承受剪切力大的磁性抛光体的抛光效果较好.该研究为复杂曲面的高效、高质量抛光提供了应用依据.

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶,并以其作为微反应器,通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO2-Fe3O4-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球.实验结果表明,复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe3O4和SiO2的沉积量有关.在微球表面进行修饰,可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料.将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.

可控制自由基聚合DPE法制备P(AA-MMA-ST)/Fe_3O_4磁性复合微球

在制备超细Fe3O4磁性粒子的基础上,利用可控制自由基聚合DPE法制备出平均粒径为265nm的P(AA-MMA-ST)/Fe3O4磁性复合微球.采用XRD,TGA,FTIR等手段对所制备的磁性复合微球的形态、结构及磁响应性等进行了表征,结果表明用DPE法制备出的磁性复合微球磁含量较高,粒径比较均匀.

生物炭/铁酸镧磁性复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

为获得吸附性能良好、便于回收利用的新型吸附剂以处理染料废水,采用超声辅助溶胶-凝胶法将铁酸镧(LaFeO3)经过一步热解负载于生物炭制得生物炭/LaFeO3磁性复合材料(BC/FL)。其表面形态、结构和组成分析表明:BC/FL的比表面积、总孔容及平均孔径分别为34.67m2/g、0.041cm3/g和7.82nm,磁饱和强度达到40.283A/m,表面含有C=O、C=C=N、C≡C等官能团。批量吸附实验表明,25℃下,当亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度为30mg/L时,BC/FL的最佳投加量为1.5g/L,吸附反应在120min达到平衡,去除率可达92.3%,且吸附效果基本不受pH影响。BC/FL对MB的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir模型可描述其等温吸附过程。化学吸附占主导地位,主要机理为静电吸附、氢键和π-π共轭作用。吸附反应为单分子层吸附且为自发的吸热过程。

磁性复合微球处理水中氯仿的应用研究

采用磁性复合微球为吸附载体,将其应用于水体中氯仿的吸附研究,在此过程中以紫外吸光光度法就磁性复合微球粒径、表面性质对吸附性能的影响作了考察,最终选取粒径为1.5μm、表面富含胺基磁性的复合微球为最佳吸附材料。与此同时,利用CODCr法作为评价手段对磁性的复合微球吸附氯仿的处理工艺条件进行了优化,确定每处理质量浓度为74 mg/L的氯仿溶液2 mL需用磁性复合微球约1 mg,最佳吸附时间为4.0 h,磁性复合微球的富集时间为4.0 h,此时对氯仿的吸附效率大于83%。

Fe_3O_4/P(St-CBA)核壳磁性复合微球的制备及性质

运用分散聚合法制备出Fe3O4 /P(St -CBA)核壳磁性复合微球。该微球粒径为 0 .0 75～0 .70 0 μm、w(Fe3O4 ) =0 .0 5 %～ 0 .90 % ,呈规整球型 ,表面光滑 ,在 0 .0 5T磁场中的磁响应性为3.0cm/min。制备微球的最佳条件为 :w(磁流体 ) =0 .5 %～ 3 .0 %、w(马来酸酐 ) =0 .0 %～2 .0 %、w(无水乙醇 ) =30 .0 %～ 70 .0 %。

磁性复合磨粒化学机械抛光技术及其加工试验研究

提出一种新型的磁性复合磨粒化学机械抛光技术。该技术利用磁性聚合物微球与SiO2磨粒组成的复合磨粒抛光液,在辅助磁场的作用下,实现了一种磨粒尺寸与硬质抛光盘微观形貌依赖性小、材料去除率较高的抛光工艺。建立直径8 mm、高度不等的稀土钕铁硼永磁体以点阵形式组合形成的4类辅助磁场。仿真计算表明,柱状下凹磁极的磁场磁力HdH/dz分布均匀,磁性微球受到的磁力一致性好。对磁性微球在抛光系统中的受力分析表明,磁性微球受到的磁力有助于复合磨粒从近抛光区域进入抛光区域,磁性复合磨粒能以二体磨损的方式划擦去除加工表面。以表面粗糙度Ra 0.5μm的硬质抛光盘进行硅片抛光试验,施加辅助磁场前后,硅片的材料去除率从66 nm/min提高到179 nm/min,硅片表面粗糙度由抛光前Ra 405.860 nm减小到Ra 0.490 nm。

Fe_3O_4-PSF磁性复合超滤膜分离麦冬多糖

以原位生成法制得Fe3O4-PSF(聚砜)磁性复合超滤膜。改变磁场强度和压力,以截留率为考察指标,确定膜截留分子质量为30000D和10000D时对应的值分别为0.1T、0.4MPa和0.8T、0.5MPa。对麦冬多糖提取液(含量为91.68%)进行连续性分离,并对分离后样品进行测定,GPC软件分析A、C、D3样品结果:A样品Mw为32610D,分子质量30000D以上的麦冬多糖的含量85.6%;C样品Mw为24069,分子质量10000～30000D的麦冬多糖的含量达87.6%;D样品Mw为8664,分子质量1000～10000D的麦冬多糖含量达88.7%。

聚砜-Fe_3O_4磁性复合超滤膜的制备及应用

采用相转化法把纳米Fe3O4颗粒填充到聚砜中制备磁性复合超滤膜。由扫描电镜、原子力显微镜观察可知,纳米粒子在膜中分布基本均匀,在30μm×30μm观测范围内复合膜的粗糙度只有46.059nm。在不同磁场强度下,分别考察了聚砜-Fe3O4磁性复合超滤膜对葛根素、芦丁单体的超滤实验。两种单体的透过率随磁场强度变化趋势不同,葛根素在0.2T磁场下透过率达到最大,芦丁在0.4T下透过率达到最大。这种差异表明有望利用这种磁性复合超滤膜,通过调节外加磁场实现对一系列不同物质的连续分离。

聚砜-Fe_3O_4磁性复合超滤膜的制备及表征

采用相转化法,将纳米级Fe3O4颗粒填充到聚砜中制备了磁性复合超滤膜,在外加磁场调控下,其对溶菌酶的截留率显著降低。用磁强测量系统、扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱对膜进行了表征。磁滞曲线显示纳米Fe3O4颗粒、磁性膜具有超顺磁性;由扫描电镜、原子力显微镜观察到纳米粒子在膜中分布基本均匀,在10μm×10μm观测范围内复合膜的粗糙度只有39.106 nm;由X射线光电子能谱推测复合膜中纳米Fe3O4粒子与聚砜之间形成了Fe-O-S键,粒子能较为稳定地分布在聚砜基体中。

PLA-PEG/Fe_3O_4磁性复合微球的制备与性能研究

以油酸钠改性的Fe3O4纳米粒子为磁性内核,聚乳酸-聚乙二醇(PLA-PEG)嵌段共聚物为载体材料,吐温-80(Tween-80)为表面活性剂,采用非溶剂引起相分离的方法,制备了PLA-PEG/Fe3O4磁性复合微球,系统考察了PLA-PEG质量浓度、Fe3O4与PLA-PEG的质量比及搅拌速度等因素对磁性复合微球性能的影响,确定了制备PLA-PEG/Fe3O4磁性复合微球的最佳条件,并利用透射电镜、红外光谱仪、热分析仪、振动样品磁强计和紫外分光光度计,对所得产物的形貌、粒径、化学组成、Fe3O4的质量分数及磁性能进行了表征.

环氧基多孔磁性复合微球的制备及性质

以聚醚为致孔剂,通过悬浮聚合法制备了表面带有环氧基的多孔磁性复合微球。用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计(VSM)、压汞法等对其进行了表征,考察了分散剂质量分数对多孔磁性微球性能的影响。结果表明,该微球粒径为35～50μm,表面有不规则孔道,w(Fe3O4)≈15.8%,饱和磁化强度8.98 emu/g。水相中w(PVA)由1.5%升至3%时,微球平均粒径由130μm变为40μm,而平均孔径亦由144 nm降为39 nm。

模板沉积法制备大孔高比表面积Fe_3O_4/P(GMA-co-EGDMA)磁性复合微球

介绍了一种以大孔高比表面积甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)共聚交联微球[P(GMA-co-EGDMA)]为模板制备磁性复合微球的简单方法。制备过程包括Fe3+和Fe2+的浸入、OH-作用下孔内铁离子的共沉淀两步。在此过程中考察了浸泡温度、浸泡时间、共沉淀温度以及沉积次数对微球磁含量的影响,确定最佳制备工艺为50℃浸泡4h,70℃反应1h,如此反复4次磁含量可以达到45.24%。并通过SEM、VSM、XRD、TGA及压汞仪、激光粒度仪等手段对Fe3O4/P(GMA-co-EGDMA)的形貌、比饱和磁化强度、磁含量及孔性能进行了表征,微球的粒径范围处于100～200μm之间,平均粒径为162μm,比饱和磁化强度为10.92emu.g-1,平均孔径及比表面积分别为60nm和116m2.g-1。