专利名称：磁变流技术专用金属纳米铁粉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米级别铁粉，具体为一种磁变流技术专用金属纳米铁粉。
技术背景电磁流变流体是在纳米功能流体(磁性液体)基础上发展起来的新技术。 在外加电磁场作用下，电磁流变流体的表观粘度从流态迅速转变为半固态；撤 去外加电磁场后，从半固态迅速变回流态，从而实现了外加弱电信号对于电磁 流变流体(表观)粘度的在线连续、迅速和可逆调节与控制。对机电行业而言， 电磁流变流体为流体流量和压力主动控制提供了一种新颖、可靠、方便和相对 经济的技术手段(如电磁流变流体智能主动减振器、缓冲器和抗震消能器件)， 在国防和军事上有着极其重要的作用。同时在离合、刹车和变扭矩主动控制方面也有突出优点。目前国际和国内磁变流技术存在的主要问题目前国际上磁变流技术的应 用十分广泛，应用领域概括了军事、国防、航天、航空、航海和民用技术。国 内的磁变流技术是在近几年刚刚起步的。目前国内外的磁变流技术都存在着难 以克服的困难。因为磁变流技术的主体是要求在外在弱电的作用下使化学、金 属混合液体在电磁场作用下变为半固态，在撤去外加弱电流时，半固态迅速变 回流态。因为目前世界上通用的金属粉体材料全部是区间范围难以控制的片状 金属铁粉，因为其片状金属铁粉颗粒粒径差异太大，悬浮性能不好，在液体中 分布不均匀，沉淀严重。导致在弱电情况下，金属铁粉颗粒产生的磁场中的磁 力线分布极不均匀，难以使流体在相对时间内形成机械强度统一的半固态，特 别是在磁场撤销后半固态变回流态的时间太长，导致产品性能降低。特别是在 火箭、导弹的发射中难以保证精确使用。所以导致在磁变流技术中，变化速度 不及时，流体变半固态机械强度达不到要求，回变速度缓慢，使用范围受限。 针对目前世界范围内，磁变流技术存在的问题，认真分析其主要原因是金属铁 粉颗粒形状、悬浮性能、分布均匀度、形成磁场中的磁力线的密度、均匀度有 着极大的关系。要解决上述磁变流技术存在的问题，关键在于从根本上解决金属纳米铁粉颗粒的形状和颗粒粒径分布情况。专利申请号为2006100481685记 载了一种金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺，该专利申请记载了一种全新的 零界颗粒切割金属纳米粉体材料工艺，以铁粉为例，步骤包括，将铁粉置于一 1(TC +15'C的加工温度状态下，然后对铁粉颗粒进行高速切割，每分钟控制在 5000 6000次，然后对切割后的铁粉颗粒已6000转/分钟的高频研磨，再进行 物理还原，表面包覆处理，最后分级分选即可得到产品。此项技术能够加工出 不同纳米级别的铁粉，利用该方法生产出特定颗粒直径的铁粉具有以往技术无 法生产出的优异特性，该工艺生产出的各个不同级别的纳米铁粉特性有着明显 的区别，经过分级分选和配比后可广泛用于不同行业或领域。专利申请号为 2006101620469公开了一种金属微、纳米颗粒包覆工艺，该申请的技术方案能在 金属粉体材料的表面形成一层厚度为lnm—3nm的高质量防氧化保护层，以下 称为"DQ包覆法"。 发明内容本发明为了解决现有技术中存在的普通铁粉应用于磁变流技术的情况导致 产品性能差的问题而提供了一种磁变流技术专用金属纳米铁粉。本发明是由以下技术方案实现的， 一种磁变流技术专用金属纳米铁粉，其制备方法是，利用金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺在-i(TC i5i:的情况下，高频切割次数设定在每分钟5000次——6000次的情况下生产纳米铁粉颗粒， 再分别分选出D3=40nm， D25=45nm， D50=60nm， D75=65nm， D97二75nm的颗粒分 布的粉体材料，而后对分选后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用"DQ包覆法" 在粉体颗粒的表面包覆一层厚度为lnm 3nm的防氧化层。这样就可以从根本上 解决了目前世界上磁变流技术存在的问题。金属铁粉颗粒形状的根本改变，就改变了磁变流技术存在的所有问题。所 以，本发明的技术优势如下；1、纳米球形铁粉颗粒，有着悬浮性能好、不沉淀的良好特性，在磁变流 过程中不会发生分布变化的情况。2、 因为纳米铁粉颗粒的粒径范围非常集中，所以在液体中的分布非常均 匀，对弱电情况下形成的均匀磁场非常有利。3、 用本技术生产的纳米铁粉颗粒是经过表面处理和抛光的，在磁变流技 术的应用中，为形成磁力线分布均匀的整体磁场有着良好的表现。4、 因为本技术工艺是用纯粹的物理加工法进行生产的，所以在最大程度 上保留了铁分子的原有性能，特别是在低温情况下进行加工、生产。从根本上 避免了化学法生产铁粉颗粒时部分破坏了铁分子的原有性能，间接导致在磁变 流技术中难以形成和达到理想的分布均匀和密度合理的磁力线磁场。本技术生 产的纳米铁粉颗粒在磁变流技术中有着非常好的表现，在实际使用中形成了密 度合理、分布均匀的磁力线磁场。5、 本技术生产的纳米铁粉颗粒在其形状处理、粒径控制、消除颗粒表面 张力、颗粒表面抛光、防氧化处理、低温切割，DQ包覆等工艺上有着独到的长 人之处。所以在磁变流技术中形成了比较完美的效果。6、 本技术的使用同时在离合、刹车和变扭矩主动控制方面也有突出优点。 特别是在智能流体新材料-网络化电磁流变流体的工艺和配方上基本解决了传 统常规电磁流变流体稳定性问题。网络化电磁流变流体静态时呈现稳定的微观 网状结构，在剪切力作用下呈现常规流态。7、 本技术的使用在实践中，实现了局域化电磁流变流体新技术。它是配合 由油类等流体载体、纳米级至微米级软磁铁粉和合适的添加剂组成。在外加磁 场作用下，其流变特性很强。其突出特点是将电磁流变流体和应用器件有机地 结合为一体，从而使流体不易分相、抗老化和抗使用环境污染能力强，在工程 领域中有着广泛的应用市场。
具体实施方式
实施例1:利用专利申请号为2006100481685所记载的"零界颗粒切割金 属纳米粉体材料工艺"在-l(TC- +15"€的情况下，高频切割次数设定在每分钟 6000次的情况下生产纳米铁粉颗粒，再分别分选出(80 nm为例)D3=40nm D25=45 nm ， D50=60nm , D75二65nm , D97=75nm的颗粒分布较为集中的粉体材料，
而后对分选后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用"DQ包覆法"，在粉体颗粒 的表面包覆一层厚度为lnm 3nm的防氧化层。对铁粉的分选可以选择"旋风分级工艺"，该工艺主要利用铁粉颗粒的受 力表面积和铁粉颗粒在受力情况下的抛物曲线以及铁粉颗粒在旋风容器中的自 重下落速度、时间。利用人工风力和速度在一密闭容器中对直径不同的铁粉颗 粒进行有效的分级。纳米铁粉旋风式分级设备分为四级，每级配置4KW调速电机一台，同时配 置20KW负压电机一台。首先开动负压电机在分级设备的各级容器中形成负压状 态，而后分别开启l级——4级旋风分级器电机在各自密闭容器中形成轴流旋风。 将需要分级的铁粉限量吸入第一密闭容器，在轴流旋风中分选出颗粒直径最大 的铁粉颗粒，剩余铁粉颗粒进入第二密闭容器，在大于第一轴流旋风中分级出 所需铁粉颗粒，顺序二、三级进行逐级分级。这样可以同时得到四个颗粒区间 相对集中的铁粉产品。实施例2:利用专利申请号为2006100481685所记载的"零界颗粒切割金 属纳米粉体材料工艺"在1CTC的情况下，高频切割次数设定在每分钟6000次的 情况下生产纳米铁粉颗粒，再分别分选出(80 nm为例)D3=40nm， D25=45 nm D50=60nm ，D75二65nm 7 D97=75nm的颗粒分布较为集中的粉体材料，而后对分选 后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用"DQ包覆法"，在粉体颗粒的表面包覆 一层厚度为lnm 3nm的防氧化层。实施例3:利用专利申请号为2006100481685所记载的"零界颗粒切割金 属纳米粉体材料工艺"在15'C的情况下，高频切割次数设定在每分钟5500次的 情况下生产纳米铁粉颗粒，再分别分选出(80 nm为例)D3=40nm, D25=45 nm, D50=60nm ,， D75二65nm ，D97=75nm的颗粒分布较为集中的粉体材料，而后对分选 后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用"DQ包覆法"，在粉体颗粒的表面包覆 一层厚度为lnm 3nm的防氧化层。
权利要求
1、一种磁变流技术专用金属纳米铁粉，其特征在于制备方法是，利用金属纳米粉体零界颗粒切割生产工艺在-5℃～15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟5000次--6000次的情况下生产纳米铁粉颗粒，再分别分选出D3＝40nm，D25＝45nm，D50＝60nm，D75＝65nm，D97＝75nm的颗粒分布的粉体材料，而后对分选后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用“DQ包覆法”在粉体颗粒的表面包覆一层厚度为1nm～3nm的防氧化层。
2、 根据权利要求1所述的磁变流技术专用金属纳米铁粉，其特征在于在 15"C的情况下，高频切割次数设定在每分钟5500次的情况下生产纳米铁粉颗粒。
全文摘要
本发明涉及一种纳米级别铁粉，具体为一种磁变流技术专用金属纳米铁粉。解决了现有技术中存在的普通铁粉应用于磁变流技术的情况导致产品性能差的问题。制备方法是，在-5℃～15℃的情况下，高频切割次数设定在每分钟5000次-6000次的情况下生产纳米铁粉颗粒，再分别分选出D3＝40nm，D25＝45nm，D50＝60nm，D75＝65nm，D97＝75nm的颗粒分布较为集中的粉体材料，而后对分选后的铁粉颗粒进行表面抛光处理，再用“DQ包覆法”在粉体颗粒的表面包覆一层防氧化层。金属铁粉颗粒形状的根本改变，就改变了磁变流技术存在的所有问题。这样就可以从根本上解决了目前世界上磁变流技术存在的问题。
文档编号B22F9/04GK101157132SQ20071013965
公开日2008年4月9日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者王惠民 申请人:王惠民