周洪亮 张迎冲 明平美 赵 武 张会端 曹 军

(河南理工大学机械与动力工程学院 河南焦作 454003)

磁流变液是一种由磁性粒子分散于基液中而制得的悬浮液，属于一种智能材料。它是由美国学者 RABINOW于1948年首次发明的[1]，并在 1951年申请了磁流变液力矩传动装置专利[2]。如图1所示，无磁场作用时，磁流变液磁性粒子随机分布在基液中，其黏度大小取决于磁性粒子体积分数和基液黏度，并类似牛顿流体一样，可以自由流动[3-4]；有磁场作用时，它会在几毫秒内从液态变为类固态，其磁性粒子沿磁场方向形成链状结构以阻碍流体流动，并且它这种流变特性可由随磁场强度变化的屈服应力来表征，而且只有当所受剪切应力超过其屈服应力时，它才能像无磁场时流体状态一样自由流动[5-6]。与电流变液等其他场致智能材料相比，磁流变液在磁场作用下能产生更高的场致屈服应力(1 MPa以上)[7-8]，而且由它制得的装置外型简洁，结构紧凑[9-10]。

图1 磁流变液在磁场中的激活过程

在过去的几十年中，磁流变液技术已在建筑结构和桥梁建设等土木工程方面[11-12]、振动隔离和震能吸收等安全工程方面[13-14]、车辆制动器、离合器、差速器和刀具磨损等加工制造方面[15-18]、人工假膝和假腿等生命科学方面[19-20],以及转子引擎和飞机机翼等航空航天方面[21-22]都取得了重大进步和快速发展。而磁流变液最显著应用之一就是用于机械密封，该密封方式属于一种新型无接触密封，具有零泄漏、易维护、长寿命、高可靠性、低摩擦力矩、无配合磨损、适用诸如腐蚀、有毒等危险性介质密封特殊工况等突出优点[23-26]。……