纳米Fe3O4磁性液体的实验制备及其应用研究

采用有氧开放的化学共沉法,选择合适的摩尔比、pH 值、反应浓度、反应温度、反应时间,实验制备出低成本的Fe_3O_4纳米磁性微粒,突破了无氧密闭的传统工艺。以聚α-烯烃合成油(PAO)为基液,选取适配的表面活性剂(PG-3),制备出了低挥发度、多粘度级别的实用化的纳米四氧化三铁聚α-烯烃合成油基磁性液体。应用于扬声器中,显著提高了扬声器线圈的散热效果。

浅析Excel软件在大学物理实验数据处理中的应用技巧

介绍了用Excel软件计算测量列平均值、标准偏差和不确定度的方法,通过举例介绍了Excel软件在作图、直线方程拟合、指数曲线拟合、二次多项式曲线拟合以及重复计算物理公式值方面的应用技巧。实践表明,用Excel软件处理大学物理实验数据具有快捷、直观、简易的优点,掌握它能有效提高学生物理实验数据处理能力。

基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动实验研究

固体的铁磁性材料在磁场作用下有磁致伸缩效应。基于梯度磁场可改变有强磁化特性磁性液体的内压强,从而可改变磁性液体体积的设想,设计制造了一个梯度磁场作用于磁性液体的微位移驱动器,并利用光杠杆放大原理测量它的微位移量。结果表明:基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动器输入电流和输出微位移有较好的线性关系,为微位移驱动器研制提供了一条新的途径。

添加纳米Fe_3O_4的聚α-烯烃合成油基磁性液体抗磨性能研究

采用化学共沉法制备Fe3O4纳米磁性微粒,以油酸为表面活性剂修饰纳米Fe3O4,用超声波将其充分分散于配伍的聚α-烯烃合成油中,制备出纳米颗粒在润滑油中能保持长期分散稳定的磁性液体。在4球摩擦试验机上评价含不同质量分数纳米Fe3O4的磁性液体抗磨性能。在改进的环块摩擦试验机上评价不同外加磁感应强度下磁性液体的抗磨性能。结果表明,磁性液体比其载液聚α-烯烃合成油的抗磨性能明显提高,外加磁场也使磁性液体抗磨性能明显提高。

磁性液体中纳米颗粒分散稳定性及外加磁场下的摩擦学性能研究

为研究磁性液体在磁场中的润滑性能,将制备的油酸修饰的纳米Fe3O4磁性颗粒分散于聚α-烯烃合成油中,制备了含纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油基磁性液体;在高速离心机上考察了磁性液体的分散稳定性,在改造的环块摩擦磨损试验机上评价了不同外加磁场强度下的磁性液体抗磨减摩性能。结果表明:所制备的磁性液体分散稳定;外加磁场提高了磁性液体的抗磨减摩性能,随着外加磁场强度的增加,磁性液体的抗磨减摩性能明显提高。

磁性流体在均匀梯度磁场中的摩擦学性能测试研究

基于均匀梯度磁场能较准确反映出磁场影响磁性流体摩擦性能的认识，制造了一对产生均匀梯度磁场的线圈安置于改造后的 UMT3摩擦试验机中。选用聚α-烯烃合成油基磁性流体为润滑油，测试不同均匀梯度磁场大小、不同载荷和不同往复频率下的磁性流体摩擦学性能。结果显示：载荷、往复运动频率一定时，磁性流体的摩擦系数随均匀梯度磁场的增大而减小；载荷、均匀梯度磁场一定时，磁性流体的摩擦系数随随往复运动频率的增大而减小；磁性流体在均匀梯度磁场中比无磁场中具有更高的承载能力和更长的耐磨寿命。

纳米晶ZrO_2:Tm^(3+)制备与发光性质研究

本文用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Tm3+荧光粉,并对它的晶体结构、颗粒大小和光致发光性质进行了表征。XRD测试结果表明:以此工艺制备的纳米晶ZrO2:Tm3+含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相的含量与热处理的温度有关,Tm3+离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用。测量了各样品的荧光激发和发射光谱,当以264nm(3H6→3P2)和359nm(3H6→1D2)光激发分别得到Tm3+的355nm(1I6→3H4或3P0→3H4)和459nm(3P0、1I6→3F4或1D2→3H4)的较强荧光发射。通过对荧光强度与激活离子Tm3+浓度的关系研究发现:荧光强度先随浓度提高而增强,在浓度达1%摩尔数时达到最大,然后又随之降低。

均匀梯度磁场作用下的磁性流体摩擦性能试验研究

采用激光微加工技术制作不同孔径与密度的表面织构的摩擦副试样,设计制造一对可产生均匀梯度磁场的亥姆霍兹线圈,将其安置于改造后的UMT3摩擦试验机中,使摩擦副能在均匀梯度磁场内进行摩擦试验。以磁性流体为润滑油,考察不同载荷、运动频率下,不同表面织构的摩擦副试样在均匀梯度磁场作用下的摩擦性能。结果表明:适当孔径与密度的表面织构能提高磁性流体的摩擦性能;摩擦副表面织构在均匀梯度磁场作用下抗磨性能和极压性能明显提高;摩擦因数随均匀梯度磁场强度的增大而显著减小。

磁场作用下磁性抛光液体的抛光特性及实验研究

介绍了一种基于旋转磁性抛光液体的抛光技术。磁性抛光液体在磁力搅拌器的作用下产生旋转运动,利用外加强磁场作用增大磁性液体的粘度和剪切屈服应力,当加工工件放入磁性抛光液体中,磁性抛光液体与之相接触的工件表面发生磨削,从而达到对工件表面的光整加工。实验详细研究了磁性抛光液体抛光后工件的抛光区内表面粗糙度与抛光时间和位置之间的关系,实验结果表明:旋转磁性抛光液体抛光可以用于对工件进行超光滑加工,抛光时间越长,各处粗糙程度越接近,表面粗糙度越好,并且表面粗糙度比单独用研磨抛光膏的效果好。

磁性流体在交变梯度磁场作用下发生磁致伸缩的实验研究

实验建立一个交变的梯度磁场作用于磁性流体,通过压电陶瓷换能器检测到磁性流体振动而产生的声波,发现磁性流体在交变梯度磁场作用下有磁致伸缩效应.导出了磁性流体振动特性的动力学一般方程,揭示了交变的梯度磁场作用引起了交变的磁性流体的内压强,从而引起磁性流体的体积发生伸缩,产生机械振动,激励空气产生声波的机理.

磁性液体的粘度在外施磁场下呈各向异性的机理研究

为了揭示磁性液体的粘度大小随外施磁场而呈各向异性的机理,对磁性微粒的受力进行了分析计算。结果表明,磁性液体是一种特殊的方向性弱絮凝的胶体,弱絮凝是胶体状态到絮凝状态的一种临界状态,既显示出特有的方向性,又不使胶体系统失稳,合乎磁性液体的粘度随外施磁场变化呈各向异性的事实,从而揭示了磁性液体在外施磁场作用下的方向性弱絮凝是粘度各向异性的形成机理。这些结论为新颖磁性液体传感器件、阻尼器件等的研制提供了设计依据。

ZrO_2:Tb^(3+)纳米晶的制备与发光研究

本文用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Tb3+荧光粉,并对它的晶体结构、颗粒大小和光致发光性质进行了表征。XRD测试结果表明:以此工艺制备的纳米晶ZrO2:Tb3+含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相所占比例随着Tb3+离子浓度的提高而提高,Tb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用。纳米晶ZrO2∶Tb3+粉体中Tb3+的强室温特征发射的两个主发射带为5D3→7FJ和5D4→7FJ的跃迁。荧光强度与Tb3+浓度的关系研究表明:5D3和5D4能级有不同的猝灭规律,由于(5D3,7F6)→(5D4,7F0)的交叉弛豫,使得5D3→7F5跃迁的猝灭浓度较低,在我们的实验中,掺1.5%摩尔分数Tb3+时5D3→7FJ跃迁发射最强,掺6%摩尔分数Tb3+时5D4→7FJ跃迁发射最强。

滚动轴承的磁性流体润滑和密封研究

选择蒸发极低、粘度适中、润滑性能优良的磁性流体代替润滑脂用于滚动轴承润滑,利用磁性流体转动密封的零泄漏和极低磨损微粒排放,以径向磁体和磁性流体的组合转动密封代替滚动轴承的橡胶密封,实现了滚动轴承的磁性流体润滑和密封,并考察了滚动轴承的磁性流体润滑和密封性能.结果表明,所研制的滚动轴承的润滑剂散失和磨损微粒排放小,适用于高度洁净的特殊环境,应用前景广阔.

含三阶色散效应的暗孤子解析解研究

本文运用变分法,求出了含三阶色散效应时的暗孤子解析解,并结合数值模拟的方法得出了含三阶色散效应的暗孤子传输的一系列图像,最后对三阶色散对暗孤子传输特性的影响作了分析和讨论。

可调谐磁性液体薄层双折射滤波器的可行性研究

采用经典振荡磁偶极子模型研究纳米磁性液体磁致双折射效应与磁场的关系,并基于双折射效应与磁场强度的关系,初步分析磁性液体薄层用于制作可调谐双折射滤波器的可行性。

基于Matlab软件的双杆摆系统混沌研究

建立了双杆摆的欧拉-拉格朗日运动方程,利用Matlab软件对欧拉-拉格朗日运动方程进行数值计算,给出摆球的轨迹及其相图。研究结果表明:双杆摆系统有着丰富的混沌现象。

均匀磁场强化磁性液体导热系数实验研究

将封有聚α-烯烃合成油基磁性液体的两玻璃管放置于磁场中,为消除磁场力、重力所引起的磁性液体自然对流的影响,消除端部效应,研制了磁性液体在均匀磁场中瞬态双热线导热系数的实验测量系统。实验测量了均匀磁场对不同体积浓度的磁性液体导热系数的影响。结果显示,均匀磁场显著强化磁性液体的导热系数,其导热系数随磁场强度的增加而近似线性增加,且体积浓度越大增加量越大。

纳米磁性切削液下Ti6Al4V铣削机理及试验研究

针对钛合金切削加工面临的技术难题,提出一种新的Ti6Al4V加工冷却润滑介质即纳米磁性切削液,并设计了一种实验装置形成外界梯度磁场,使磁性液体持续进入切削区。这样就在金属新生表面形成边界膜,从而有效地改善切削部位的冷却和润滑效果,减少了摩擦。通过电流法分析了Ti6Al4V加工时采用一般切削液与纳米磁性切削液的铣削力情况。实验结果表明,在梯度磁场作用下使用纳米磁性切削液时,刀具与工件之间的铣削力较小并且较稳定。

一种声学发射换能器的实验研究

采用有强磁化特性的磁性液体作为换能器中制动元件,实验建立一个交变的梯度磁场作用于磁性液体,通过压电陶瓷换能器检测到磁性液体振动而产生的声波,发现磁性液体在交变梯度磁场作用下有磁致伸缩效应。导出了磁性液体振动特性的动力学一般方程,揭示了交变的梯度磁场作用引起了交变的磁性液体的内压强,从而引起磁性液体的体积发生伸缩,产生机械振动,激励空气产生声波的机理。以磁性液体为制动元件可以研制较理想的大功率低频宽带声学发射换能器。

聚α-烯烃基纳米磁性液体的制备及在扬声器中的应用

选择合适的摩尔比、pH值、反应浓度、反应温度和反应时间,采用有氧开放的化学共沉法制备出低成本Fe3O4纳米磁性微粒。以聚α-烯烃合成油(PAO)为基液,选取适配的表面活性剂(PG-3),制备出了低挥发度、多粘度级别的实用化纳米磁性流体。应用于扬声器中,显著提高了扬声器线圈的散热效果。