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基于纳米磁性液体驱动的液态变形镜系统研究

仪器仪表学报 2016年第7期37卷 1509-1516页

作者：吴智政孔祥会吴君秋刘梅谢少荣上海大学精密机械工程系上海200072

波前校正器对自适应光学系统的性能起着关键性的作用。以纳米磁性液体为驱动载体,提出了一种新型液态波前校正器设计方法。与传统的固态变形镜相比,磁液变形镜具有镜面连续光滑、变形幅度大、制造成本低和驱动器易于扩展等优点。首先阐... 详细信息

波前校正器对自适应光学系统的性能起着关键性的作用。以纳米磁性液体为驱动载体,提出了一种新型液态波前校正器设计方法。与传统的固态变形镜相比,磁液变形镜具有镜面连续光滑、变形幅度大、制造成本低和驱动器易于扩展等优点。首先阐述了磁液变形镜系统的设计结构,提出了一种磁液表面银纳米薄膜自组装制备方法,用以提高磁液变形镜镜面反射率;然后结合建立的磁液变形镜镜面动力学模型,提出了一种镜面分布式PID控制方法;最后基于制作的磁液变形镜原型样机,搭建自适应光学实验平台对变形镜性能进行了实验验证,结果表明所设计的液态变形镜及其镜面控制方法能有效控制镜面变形,从而实现期望的光波校正性能。

关键词：纳米磁性液体液态变形镜银纳米薄膜多场耦合分布式PID控制器

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纳米磁性液体薄膜磁光特性研究

功能材料 2007年第A03期38卷 1176-1178页

作者：徐丽琴方文啸马颖张曰理中山大学理工学院光电材料与技术国家重点实验室广东广州510275 广州大学物理与电子工程学院广东广州510006

制备出了纳米磁性液体薄膜，研究了纳米磁性液体薄膜在不同外加磁场（垂直和平行）下，其透射光学特性随着磁场变化的规律，对纳米磁性液体薄膜磁光现象产生的原因进行了解释。研究发现：（1）薄膜外加垂直磁场时，光透射强度随着磁场... 详细信息

制备出了纳米磁性液体薄膜，研究了纳米磁性液体薄膜在不同外加磁场（垂直和平行）下，其透射光学特性随着磁场变化的规律，对纳米磁性液体薄膜磁光现象产生的原因进行了解释。研究发现：（1）薄膜外加垂直磁场时，光透射强度随着磁场强度的增加而减小；（2）薄膜外加平行磁场时，垂直偏振光和平行偏振光的透射强度随着磁场强度的增加而变化规律不同；（3）存在一个临界磁场，其值约为4776A/m，当外加磁场（垂直和平行）强度＞4776A/m后，薄膜透射光强的变化规律有明显不同，这种现象是由于外加磁场使纳米磁性液体微粒产生聚集，磁场〉4776A/m后，形成有规则的排列结构所造成；（4）纳米磁性液体外加垂直磁场下透射强度的响应时间随磁场强度的变化情况。

关键词：纳米磁性液体磁光效应透射强度

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纳米磁性液体对多元多相体系结晶特性的影响

中国科学：B辑 2007年第6期37卷 569-574页

作者：舒碧芬沈辉陈美园夏建汉王响孙建伟中山大学太阳能系统研究所广州510006

以HCFC141b气体水合物结晶生成体系为对象,通过实验研究了磁场作用下纳米磁性液体对多元多相体系结晶生成特性的影响.重点研究了互不相容的水相与HCFC141b液相间、水相与气相(水蒸汽与HCFC141b蒸气)间的质量传递现象.结果发现,在旋转磁... 详细信息

以HCFC141b气体水合物结晶生成体系为对象,通过实验研究了磁场作用下纳米磁性液体对多元多相体系结晶生成特性的影响.重点研究了互不相容的水相与HCFC141b液相间、水相与气相(水蒸汽与HCFC141b蒸气)间的质量传递现象.结果发现,在旋转磁场作用下,纳米磁性液体能显著增强相间的质量传递和热量传递,使得结晶生成性能包括生成温度、生成速率等得到很大的提高.

关键词：纳米磁性液体多组分多相体系结晶生成特性相间传递现象气体水合物

纳米磁性液体工业化生产及其终端技术产品的应用

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化工进展 2006年第4期25卷 456-460页

作者：崔春芳李斐隆童忠良北京昊华世纪化工应用技术研究院北京100070

21世纪是新材料、信息科学、生物技术、光电技术研究发展将有重大突破的时代。新材料包括的内容很多，其中纳米磁性液体新材料占有十分重要的位置。纳米磁性液体是一种用途广泛的新材料，研制涉及到物理、化学、材料等技术领域，应用涉... 详细信息

21世纪是新材料、信息科学、生物技术、光电技术研究发展将有重大突破的时代。新材料包括的内容很多，其中纳米磁性液体新材料占有十分重要的位置。纳米磁性液体是一种用途广泛的新材料，研制涉及到物理、化学、材料等技术领域，应用涉及到航空、航天、生物医药、电子信息、新材料、精细化工、机电一体化、环保、新能源及节能技术等高新技术。

关键词：纳米磁性液体技术产品工业化生产应用终端新材料机电一体化 21世纪信息科学生物技术

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纳米磁性液体的制备及其在密封领域的应用

纳米磁性液体的制备及其在密封领域的应用

作者：郭军长春理工大学

学位级别：硕士

磁性液体是一种新型的纳米功能材料。但其目前制备技术工艺复杂、流程冗长，成功率不高。本论文采用等离子体活化法制备纳米磁性液体，通过对实验配比量、反应前后温度、物理分散条件、反应时间、脉冲频率、脉冲电压等试验参数的研究，... 详细信息

磁性液体是一种新型的纳米功能材料。但其目前制备技术工艺复杂、流程冗长，成功率不高。本论文采用等离子体活化法制备纳米磁性液体，通过对实验配比量、反应前后温度、物理分散条件、反应时间、脉冲频率、脉冲电压等试验参数的研究，找到了制备高饱和磁化强度的氮化铁磁性液体的最佳工艺条件。通过实验研究得到：在实验室现有条件下，最高脉冲频率应控制在64KHz，最高脉冲电压应控制在9KV，反应前期温度控制在90℃～100℃。反应后期温度控制在180℃～200℃，反应时间应控制在2小时左右。通过实验制备得到的磁性液体应用于磁性液体静态密封。并在自行设计的密封安全阀上对磁性液体密封的主要参数进行了实验研究。研究发现：开启密封压力随着磁场强度的增强而增大。在密封腔加入磁极靴，使永磁环上下表面N、S磁极通过改变磁路磁通总量从而影响了磁流体密封阀的密封能力，开启密封压力随着磁极靴厚度的增加而增强。我们采用可拆换的不同厚度的铁环来改变磁极靴，这样在永磁密封磁场确定的情况下，依然可以用过对磁通路的控制来改变密封压力。

关键词：纳米磁性液体等离子体静态密封安全阀

矩阵磁场下硅基微器件的纳米磁性液体润滑研究

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矩阵磁场下硅基微器件的纳米磁性液体润滑研究

作者：邱先明中国矿业大学

学位级别：硕士

相对于传统机械而言,微型器件由于尺寸效应,其表面摩擦力及粘着力等带来的磨损问题更为突出。由于缺乏可靠的润滑手段,严重阻碍了微器件的开发和应用。为此,本文尝试采用纳米磁性液体作润滑剂,通过构建一种矩阵磁场,并设计加工出硅基微... 详细信息

相对于传统机械而言,微型器件由于尺寸效应,其表面摩擦力及粘着力等带来的磨损问题更为突出。由于缺乏可靠的润滑手段,严重阻碍了微器件的开发和应用。为此,本文尝试采用纳米磁性液体作润滑剂,通过构建一种矩阵磁场,并设计加工出硅基微器件进行摩擦磨损试验,探讨外加矩阵磁场作用下磁性液体在硅基表面形成的纹理图案及控制方法,研究其的摩擦学特性及润滑机理。通过计算纳米磁性液体在磁场中的受力情况,确定纳米磁性液体受力的主要影响因素;并进一步根据磁场修正的纳米磁性液体伯努利方程,探讨磁场作用对纳米磁性液体分布位置的影响关系,为矩阵磁场的设计以及纳米磁性液体的磁控润滑提供理论依据。针对所用的销-盘往复式摩擦试验台的结构特征及工作原理,设计出能够提供矩阵磁场的销-盘摩擦副试件。其中,摩擦副的下试件（盘）为抛光单晶硅片,下方采用细圆柱形永磁体磁柱形成矩阵磁场,并通过改变磁柱间距及高度实现磁场调节;摩擦副的上试件（销）为采用深反应离子刻蚀（DRIE）技术加工出的带有微型直线条纹的硅基微器件,并利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对其加工质量进行了表征。基于电磁场理论,利用ANSYS软件对所设计的下试件进行磁场仿真,确定施加不同磁场时下试件表面的磁场分布情况。并通过搭建图像采集系统,获取不同磁场下纳米磁性液体在下试件表面形成的纹理图案特征图像,探讨外加矩阵磁场作用与纳米磁性液体纹理图案之间的对应关系。以纳米磁性液体作为硅基微器件的润滑剂,在无磁场、单磁源磁场和矩阵磁场条件下设计对比摩擦试验,测量不同载荷及速度工况下的摩擦数据曲线,结合Stribeck曲线及流体润滑理论,探究矩阵磁场作用下磁性液体对硅基微器件表面的摩擦学性能影响,并确定出减摩效果最优的矩阵磁场参数。根据最优矩阵磁场参数进一步设计磨损试验,并利用光学显微镜对微器件磨损表面形貌进行表征分析,探明矩阵磁场环境下磁性液体应用于硅基微器件的润滑特征和机理。

关键词：微器件纳米磁性液体矩阵磁场液体润滑摩擦学性能

纳米磁性液体的性质、制备方法及其在生物医药中的应用进展

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生物技术世界 2014年第5期11卷 1-2页

作者：张正冯宝民大连大学生命科学与技术学院辽宁大连116622

纳米磁性液体是一种新型的功能材料,其在蛋白质、核酸分离纯化、微生物检测、基因治疗等方面有着广泛的应用前景。磁性纳米材料现已广泛应用于我们生产生活中的各个领域,其应用可谓包罗万象,它在旋转轴动态密封、扬声器制作、阻尼器件... 详细信息

纳米磁性液体是一种新型的功能材料,其在蛋白质、核酸分离纯化、微生物检测、基因治疗等方面有着广泛的应用前景。磁性纳米材料现已广泛应用于我们生产生活中的各个领域,其应用可谓包罗万象,它在旋转轴动态密封、扬声器制作、阻尼器件制造、选矿分离、治疗癌症、精密研磨和抛光等方面具有极大的价值。本文对纳米磁性液体的性质和制备进行了简介,并详细介绍了其功能及其在蛋白质、核酸分离纯化和在细胞分离、微生物检测、基因治疗方面的应用。并对其发展前景进行了展望。

关键词：纳米磁性液体制备方法生物分离纯化

介观尺度MEMS器件的纳米磁性液体磁控润滑研究

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介观尺度MEMS器件的纳米磁性液体磁控润滑研究

作者：费菲中国矿业大学

学位级别：硕士

介观尺度MEMS器件的工作间隙小,且运转速度高,相对于传统机械而言,其摩擦问题显得更加突出。由于缺乏有效的润滑手段,严重阻碍了MEMS器件的开发应用。为此,本文尝试采用低表观粘度的纳米磁性液体,对介观尺度MEMS器件进行了磁控润滑研究... 详细信息

介观尺度MEMS器件的工作间隙小,且运转速度高,相对于传统机械而言,其摩擦问题显得更加突出。由于缺乏有效的润滑手段,严重阻碍了MEMS器件的开发应用。为此,本文尝试采用低表观粘度的纳米磁性液体,对介观尺度MEMS器件进行了磁控润滑研究。根据液体润滑理论中摩擦副速度工况与所需润滑剂粘度间的相互关系,以及磁性液体的表观粘度可以通过外加磁场调节的粘磁效应理论,提出了磁性液体的磁控润滑模型,用来改善介观尺度MEMS器件的润滑效果。根据磁性液体粘磁效应分析结果,采用化学共沉淀法制备出磁性能优良的Fe3O4磁性颗粒,并借助表面活性剂将其分散到的基载液中,合成了低表观粘度的水基、煤油基、双脂基和烃基纳米磁性液体,分别测试了它们的磁性能、稳定性以及粘磁特性,并根据测试结果,确定了实验所需的磁场强度条件。根据介观尺度MEMS器件的实际工况和实验对磁场施加的需求,对销-盘式MEMS摩擦磨损实验台的润滑池部分进行了改造。根据磁控润滑理论设计了一种永磁体结合导磁靴的磁场施加方法,结合ANSYS软件电磁仿真的结果,获得了实验所需的导磁靴的形状和尺寸,保证施加磁场强度达到实验要求。利用上述MEMS摩擦磨损实验装置测试了磁性液体对介观尺度MEMS器件表面的润滑性能。通过测量不同相对滑动速度条件下的摩擦系数和两摩擦副表面间的油膜厚度,讨论了介观尺度MEMS器件表面的摩擦机理以及磁性液体作为润滑剂的润滑机理。利用SEM对MEMS器件在混合润滑阶段磨损形貌进行表征,同时,采用ANSYS Workbench软件对润滑油膜进行仿真模拟,探讨了磁性液体对MEMS器件表面的磁控润滑机理。最后,结合理论分析和实验中推出的磁性液体对介观尺度的MEMS器件的磁控润滑模型,提出了基于本实验的介观尺度MEMS器件的优化磁控润滑方案。

关键词：介观摩擦学器件纳米磁性液体粘磁效应磁控润滑