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液体磁性磨具的改性研究

作　者: 李坤
导　师: 杨胜强
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 液体磁性磨具 表面活性剂 纳米二氧化硅 分散稳定性 抗沉降稳定性
分类号: TG74
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


液体磁性磨具是以载液、铁磁性颗粒、添加剂、磨料组成的悬浮体系,是一种新型的精密加工磨具。液体磁性磨具在无外磁场作用时,表现出良好的流体特性;在强磁场的作用下,它的粘度会在毫秒级的时间增加两个数量级以上,表现出类似固体的特性,其强度由剪切屈服应力表征,并且在一定范围内,随着外加磁场强度的增加而增加。而且液体磁性磨具粘度变化是连续的,也就是一旦去掉磁场又立刻恢复流体的特性。一般选用的铁磁性颗粒具有较大的比表面积和密度,在使用和放置过程中极易发生团聚和和沉淀,从而影响到液体磁性磨具的流变性能,直接制约这种新型磨具的应用和产品化。本论文采用加入表面活性剂和纳米颗粒的方法,以期解决液体磁性磨具的分散稳定性差、抗沉淀稳定等问题。本文立足于液体磁性磨具稳定性的基础研究。首先,在对液体磁性磨具分散机理的分析基础上,系统研究了表面活性剂对体系稳定性的作用。以测量悬浮液的沉降时间、粘度、再分散性的变化间接反映体系的分散稳定性。从理论上分析了表面活性剂可以增强液体磁性磨具中磁性颗粒表面电势,从而增加颗粒团聚的空间阻力。实验表明:在碱性环境中,聚丙烯酸(PAA)可以显著提高液体磁性磨具的分散稳定性,六偏磷酸钠在较宽的酸碱环境中都能提高液体磁性磨具的分散稳定性。其次,纳米二氧化硅因其特有的性质,对液体磁性磨具的分散性、抗沉降性都能起到改良和加强的作用。综合上述研究的基础上,制备了加入表面活性剂、纳米二氧化硅的液体磁性磨具。并对所制备的样品的分散性、再分散性、抗沉降稳定性、加工效果进行了研究分析。结果表明:用聚丙烯酸(PAA)和六偏磷酸钠作为改性剂,纳米二氧化硅作为分散助剂,所制备的液体磁性磨具均具有良好的分散性能和抗沉降性能,且使用寿命也较以前大大增强。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 国内外光整加工技术研究综述  10-14
    1.2.1 光整加工技术概述  10-12
    1.2.2 目前国内外光整加工技术发展趋势  12-14
  1.3 液体磁性磨具光整加工方法概述  14-16
  1.4 研究内容和意义  16-17
第二章 液体磁性磨具  17-43
  2.1 液体磁性磨具的组成  17-26
    2.1.1 基液的选择  17-18
    2.1.2 磁性微粒的选择  18-20
    2.1.3 磨料的选择  20-22
    2.1.4 表面活性剂的和改性助剂选择  22-26
  2.2 液体磁性磨具光整加工机理分析  26-27
  2.3 液体磁性磨具的主要物理性能  27-33
    2.3.1 液体磁性磨具的流变性  27-29
    2.3.2 磁性磨具的粘度  29-30
    2.3.3 液体磁性磨具的密度  30-31
    2.3.4 液体磁性磨具的饱和磁化强度  31-33
    2.3.5 饱和剪切屈服应力  33
  2.4 液体磁性磨具的性能要求  33-34
  2.5 液体磁性磨具沉降和分散稳定性原理  34-42
    2.5.1 液体磁性磨具的稳定性  34-35
    2.5.2 液体磁性磨具颗粒的分散过程  35-36
    2.5.3 颗粒在介质中的相互作用  36-40
    2.5.4 分散稳定理论  40-42
  2.6 本章小结  42-43
第三章 液体磁性磨具的改性研究  43-64
  3.1 改性试剂、设备及测试评价方法  43-49
    3.1.1 改性剂研究  43-46
    3.1.2 改性实验仪器  46
    3.1.3 液相中固体颗粒的分散稳定性评价  46-47
    3.1.4 测试方法  47-49
  3.2 液体磁性磨具改性实验  49-61
    3.2.1 改性剂的选择  49-53
    3.2.2 改性剂用量研究  53-58
    3.2.3 改性助剂用量实验  58-61
  3.3 改性作用机理分析  61-63
  3.4 实验结论  63-64
第四章 液体磁性磨具加工实验  64-75
  4.1 液体磁性磨具制备  64-65
  4.2 液体磁性磨具样品加工实验  65-73
    4.2.1 实验装备和试件  65-67
    4.2.2 实验方案  67-69
    4.2.3 加工实验结果  69-71
    4.2.4 工件加工效果对比  71-73
  4.3 加工后液体磁性磨具样品稳定性分析  73-74
  4.4 实验结论  74-75
第五章 液体磁性磨具后处理初步研究  75-81
  5.1 回收流程分析  75-76
  5.2 固体颗粒中水分的赋存形态与脱水分析  76-77
  5.3 磁选原理与磁选机  77-79
  5.4 分级分析  79-80
  5.5 本章结论  80-81
第六章 总结与展望  81-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间发表的学术论文  88
攻读硕士期间参与科研项目  88

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 刀具、磨料、磨具、夹具、模具和手工具 > 磨具、研具
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