宜宾职业技术学院磁性液体的制备和应用探讨

1、宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院毕业论文题目：磁性液体的制备和应用探讨系部现代制造系专业名称 材料工程班级材料1092姓 名 学 号 指导教师 2011年9月19日毕业论文选题报告姓名性别学号系部专业论文题目磁性液体的制备和应用探讨课题来源教学课题类别论文选做本课题的原因及条件分析：磁性液体是一种新型的功能材料，从被开发以来,直备受关注，但其制备工艺复杂，耗时长。而高性能磁性液体的制备难度大；成本高，制约开发应用，阻碍了磁性液体技术的发展。所以缩短制备磁性液体的流程，提高产率，扩大应用领域。是现在急需解决的课题，希望查阅资料来找出研究的瓶颈，同时也希望在学习和研究本科目后，能更好的定位自己。内

2、容和要求内容：1、磁性液体及制备方法2、工作原理和应用范围3、发展现状及发展前景4、结论要求：1、论文格式规范2、语言表达准确，概念清楚，论点正确3、力求采用数据、图、表分析与文字表达相结合，做到图文并茂指导教师意见（签章）年月日系部毕业论文领导小组意见：（签章）年月日毕业论文成绩评定表（一）学生学号学生姓名题目磁性液体的制备和应用探讨指导教师 评语指导教师 评定成绩总分总分x 30%指导教师签字年月日评阅 教师 评语评阅教师评 定成绩总分总分x 30%评阅教师签字年月日毕业论文成绩评定表（二）学生学号学生姓名题目磁性液体的制备和应用探讨答辩小组 成员姓名任新民张云程陈华容王自敏谢瑞兵职称高级

3、工程师高级工程师副教授讲师工程师评价内容具 体 要 求分值评分报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分 析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。40答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。30创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10综合素质能合理运用挂图、幻灯、投影或计算机多媒体等辅助手段，用普通话 答辩。10报告时间符合要求。10总分x 40%总分答辩小组评语：答辩小组组长签字：年月日指导教师评定成绩评阅教师评定成绩答辩成绩毕业论文综合成绩百分制五级制毕业论文答辩委员 会审定意见主任签字年 月 日学院意见年 月 日毕业论文答辩记

4、录表学生姓名学生学号题目磁性液体制备和应用探讨答辩小组成员姓 名职称工作单位备注答辩中提出的主要问题及学生回答问题的简要情况：答辩小组代表签字：年月日vii本文在介绍磁性液体概念的基础上，简要说明了磁性液体的组成、特性和 分类，并介绍了不同类型磁性液体的制备方法；在分析说明了磁性液体的工作 原理的同时，说明了磁性液体的应用领域，如密封、润滑，最后在注明磁性液体 发展现状的基础上，结合科技发展前沿，讨论了磁性液体的应用前景。关键词：磁性液体；制备方法；应用领域；应用前景iabstractbased on the introduction of magnetic fluid on the basi

5、s of the concept, brief descriptions of the magnetic fluid composition, characteristics and classification, and describes the different types of preparation method of magnetic fluid; in the analysis of the working principle of magnetic liquid at the same time, the application of magnetic liquid, suc

6、h as sealing, lubricating, finally indicate magnetic liquid based on the current situation, combined with the development of frontier science and technology, discusses the application prospect of magnetic fluid.key words: magnetic liquid; preparation method; application; application prospect.#.目录弓i言

7、i1 磁性液体及制备方法ii1.1 磁性液体的概念ii1.2 磁性液体的组成ii1.3 磁性液体的分类 山1.4 磁性液体的特性j.v1.5 磁性液体的制备方法 v1.5.1 化学共沉淀制备铁酸盐磁性液体v1.5.1.1 活性磁粒子的制备 v i1.5.1.2 磁性液体的制备 vii1.5.1.3 磁性液体参数的测定 vii1.5.1.4 注意事项i.x1.5.2 气相一液相法制备氮化铁磁性液体 x1.5.2.1 反应机理及工艺过程x1.5.2.2 检测结果xii1.5.2.3 结果分析xii1.5.2.4 创新性改进x iv2磁性液体的工作原理及应用xv2.1 工作原理xv2.2 磁性液体的

8、应用x vi2.2.1 工业上的应用 x vi2.2.1.1 磁性液体（动态）密封 xvi2.2.1.2 磁性液体研磨 xviii2.2.1.3 磁性液体阻尼 xviii2.2.1.4 磁性液体润滑 xviii2.2.1.5 磁性液体在扬声器上的应用xixiii2.2.1.6 磁性液体在分离技术方面的应用 xix2.2.2 磁性液体在医学上的应用xx2.2.3 生物学上的应用xx2.2.4 其他应用xx3发展现状及前景展望xx3.1 磁性液体的发展现状 xx3.2 未来趋势及展望x xi结论xxiii致谢xxiv参考文献xxv#磁性液体自从上世纪6o年代中期问世以来，就以它成本低、能耗少、 无

9、污 染和适用范围广等特点，一直受到人们广泛的关注。目前磁性液体在各类科学 研究和工程技术部门都产生新的变革，它的应用已深入到电子、化工、能源、 冶金、仪表、环保、医疗卫生等许多方面，成为热门研发领域。由于磁性液体技术含量高，制备工艺复杂，目前国际上对磁性液体的研究非常活跃，如现在国内外正积极研制的金属系磁性液体，其磁性颗粒为铁(fe)、锲(ni)、钻(co)等金属，合金及其氮化物。近年来，磁性液体新的应用领域不 断被发现，新的应用技术也不断被提出，如磁性纳米微粒(磁性液体)在医疗上特别在防治月中瘤等领域中的应用已经成为一个研究热点。由于磁性液体技术的 研究层次及其应用技术尚未成熟，使其应用领域

10、的开拓受到了较大的限制，并 制约了该产业的形成与发展。对从事该方面研究的学者还有许多艰巨的工作要 做。目前我国社会各界对纳米磁性材料日益重视，在磁性液体技术的研究方面 已经取得了一些突破，在国内也形成了几家产业化生产厂家，但与发达国家的 应用水平以及磁性液体的潜在应用前景相比，还有很大的差距。本文将对此行液体的制备方法进行介绍 ，同时在对其应用现状进行分析的 基础上，探讨其应用前景。i1磁性液体及制备方法1.1 磁性液体的概念磁性液体(magnetic liquids),又称磁流体(magnetic fluids)、铁磁性流体 (ferromagnetic fluids)、磁性胶体(magne

11、tic colloids),具有液态载体的流动性、 润滑性以及密封性。它是由纳米级(10nm以下)的强磁性微粒高度弥散于某种液 体之中所形成的稳定的胶体体系。通常强磁性微粒选用f63o4,除此之外还可以是铁和氮化铁。磁性液体中的磁性微粒必须非常小，以致在基液中呈现紊乱 的布朗运动。这种热运动足以抵消重力的沉降作用以及削弱粒子间电、磁相互 凝聚作用，不产生沉淀和凝聚。1.2 磁性液体的组成磁性液体(magnetic fluid/ferro fluid )的结构，是由单分子层(2nm)表面 活性剂(surfactant)包覆的、直径小于10nm的单畴磁性颗粒高度弥散于某种 载液(carrie门iq

12、uid)中而形成的稳定“固-液”两相胶体溶液。如图1-1所示。磁性液体的组成如下：图1-1 磁性液体的组成(1)纳米级磁性颗粒磁性液体中的纳米磁性颗粒(magnetic particles)如纳米级金属氧化物(feso4)及铁氧体cofe2o4、( mn-zn)fe2o4等、金属(铁、钻、锲及其合金)或铁磁性氮化铁fe，n (2 x fe(co)5nh3后期反应阶段，温度控制在185200c,发生反应fe(co”nh3 nh3 feuornf为 2co6fe(co)3(nh3)2 2fe3n 18co 10nh3 3h2当温度超过100c,期间还会发生副反应2fe(co)5 ) fe2(co)

13、9 co 3fe2(co)9 2f6(co)i2 3cofq(co)i2 3fe 12co所以制备时要在前期反应结束后，将fe(co%气化逐出，以阻止副反应的发 生。(2)工艺过程氮化铁磁性液体的制备工艺过程分 5个阶段准备阶段将表面活性剂pbsi与溶剂按一定配比混合均匀，加适量无水 nas0干燥， 密闭静置20h,作为预制液。用ar气置换密闭反应系统内的空气后，将预制液 和fe(co按一定比例注入到反应器中。前期反应阶段实验装置如图1-3所示。加热反应器升温至90c,向反应器内通入一定流 量的nh气，恒温搅拌60min进行前期反应。反应生成的气体通过冷凝管之后排 出。图1-3氮化铁磁性液体合

14、成装置示意图1 .四口烧瓶；2 .电加热套;3 .恒压滴液漏斗；4 .真空表;5.防倒吸导气管；6.滴液斗;7.温度计；8 .磁搅拌子升温阶段关闭nh3气，通人ar气保护，继续加热升温，将前期反应中未反应的 fe(co)5气化蒸出，冷凝后储存在恒压滴液漏斗中。后期反应阶段温度升至185c后，保持该温度并继续搅拌 60min进行后期反应。冷却阶段撤除加热器，当反应温度降至 140c时，打开包压滴液漏斗的活塞，使未 反应的fe(co)5回到反应体系当中。当温度降至90c时，以步骤(2)(5)作为一 个循环，重复进行反应，直至 fe(co)5全部反应。1.5.2.2 检测结果随着fe(co)5反应量

15、的增加，饱和磁化强度也随之增加，当fe(co)5反应量 达到70g时，饱和磁化强度接近0.05t(浓缩前)，所以可通过增加fe(co)5反应 量或者浓缩磁性液体的办法获得较高饱和磁化强度的磁性液体。1.5.2.3 结果分析饱和磁化强度(比磁化强度)是界定磁性液体的重要参数，因此在实验中应 以此为指标摸索最佳工艺参数。(1)反应温度的影响由表1.5可知，前期反应温度在 90c时，比磁化强度最高。由表 1.6可知 后期反应温度在180c时，比磁化强度最高。表1.5前期反应温度前期温度/cfe(co)5反应量/ g比磁化强度/ ( cmu/g)70101.2480101.7190102.49表1.6

16、后期反应温度后期温度/cfe(co)5反应量/ g比磁化强度/ ( cmu/g)150200.46160201.50170203.55180205.34(2)反应时间的影响每次循环反应时间的长短直接决定磁性液体生成的效率，固定前期和后期 的反应温度(90c/180c),实验结果从表1.7可以看出，在前后反应时间为 60min时，比磁化强度最高。表1.7反应时间前/后期反应时间/ minfe(co)5反应量/ g比饱和强度/ ( cmu/g)15254.4030256.3860259.24(3)nh3流量的影响在反应过程中，为了使fe晶核与nh形成大量的中间活化体，或者有更多 的nh直接裂解生成

17、氮化铁，一般采用过量的 nh进行反应。这一点在表1.8中 可得以证实。随着nh流量的增加，粒子产量和转化率也增加，但磁性颗粒也由 单一的e-fexn过渡到e-fexn和fexn双相，fan(2的性质极为活跃，常温下即能发生氧化反应，生成铁的氧化物，所 以在制备中，反应系统要除去空气，采取先抽真空，然后用惰气 (ar)保护。(5)水对反应的影响fe(co)5的相对密度为1.46,虽性质活跃，但常温下对水是稳定的，因此可 用水覆盖fe(co)5以隔绝空气，但当温度升高时，fe(co)5就可以与水发生氧化 反应，生成铁的氧化物。我们在制备过程中，所有反应仪器都进行了干燥处理， 即反应溶液中加入无水

18、nas04密闭静置20h及nh3气瓶出口设置naoh干燥管 等以保证反应系统的绝对干燥。综上所述，制备高饱和磁化强度氮化铁磁性液体的最佳工艺参数前期反应 温度应控制在90 c；后期反应温度应控制在180c,氨气流量控制在300ml/ min；全部反应时间大约控制在8个小时。除此之外，所有的反应仪器、反应的溶液及所涉及的装置均要进行干燥处理和惰气保护。1.5.2.4 创新性改进在氮化铁磁性液体的制备过程中，根据实际情况，需要做一些创新性的改 进。(1)实验装置的改进反应过程中，反应器必须密封，且反应是在高速搅拌升温情况下进行，而 现有的反应装置存在两个问题：一是反应器均为圆形多口瓶，这种反应器在

19、现 有磁力搅拌器上无法固定，也无法满足加热升温的要求；二是反应装置为机械 搅拌，转动轴处的密封问题至今没有很好解决。为解决上述两个问题，有人设 计并加工了一套新的磁力搅拌恒温装置(已申请专利)，如图1-4所示，该磁力搅 拌恒温装置由加温控温、磁力搅拌及调整机构构成。加温控温机构是在外体上 部装保温盆、保温盖和加热包，在保温盆、保温盖和加热包之间是保温层，在 保温盆底部有开口，加热包电路连温控器。磁力搅拌机构是在电机输出轴上装 磁铁，磁铁设置在保温盆底部开口处，磁转子放置在反应器中，当电机带动磁 铁旋转时，反应器中磁铁两极面的旋转带动反应器中磁转子旋转搅拌。这种创 新装置不但能满足无轴搅拌、无空

20、气泄漏的要求，还能方便地固定，满足加热 升温的要求。该装置投入使用后，取得了非常好的密封和搅拌效果，使制备的 磁性液体饱和磁化强度由300多高斯提高到500高斯。(2)表面活性剂的替换磁性粒子能否均匀地分散在某种载液并构成长期稳定的磁性液体，选择适 宜的表面活性剂是决定性的因素，表面活性剂的特殊功能在于它既能适应一定 的载液性质，又能适应一定粒子的界面要求。图1-4磁力搅拌装置图1.电源插座；2 .气窗；3 .风扇叶轮；4.磁铁；5.外壳；6.保温盒;7.保温盖；8 .旋转磁子；9.四口烧瓶；10.电热器；11 .温控器;12.变速器；13.电机；14.电机附件；15.主开关1.1 磁性液体的

21、工作原理及应用1.2 工作原理人们利用磁性液体在磁场中所展示的奇异特性，开发出许多磁性液体的应 用，其在应用上的工作原理大致可总结如下：(1)通过磁场检测或利用磁性液体的物性变化。(2)随着不同磁场或者分布的形成，把一定量的磁性液体保持在任意位置或 使物体悬浮。(3)通过磁场控制磁性液体的运动。(4)磁性液体各种工作原理相互关联、相互制约，应用时很少单独应用。磁性液体的特性与应用，见表2.1表2.1磁性液体的特性及应用范围基本特性功能应用物性 变化磁性由温度引起的磁变化确认位直液面变形内压变化温度的计量和控制液苛计、测厚仪水平仪、电流表 压力传感器、流量传感 器磁光异性光变化磁力传感器、光学快

22、门 （相机）保持 作用磁力密封 可视化轴、管密封、压力传感 器3法磁畴检测、磁盘、 磁带检测、探伤热传导散热扬声器、驱动器黏性、磁力润滑阻尼 负载保持轴承旋转阻尼、阻尼测量器、 扬声器加速度计、阻尼计、密 度计、选矿、轴承等流体 运动磁力、流动性制导油水分离、造影剂、治 癌剂磁力流体驱动 液滴变形泵、液压变速装置 传感器、传动器磁力、热传导热交换润滑密封流动性位置控制 薄膜变形界面层控制装置1.3 磁性液体的应用磁性液体的应用基础是可以被控制、定位、定向与移动的，即通过控制它 的流变性，调节它在使用中的磁力强度、流动方向、磁性材料颗粒的聚集形式 和浓度，就能改善一些领域内现有产品的结构、制造工

23、艺和使用性能。由于纳米磁性液体在磁场中所具有的特殊理化性质，决定其应用的广泛性。目前国内 外最成熟的应用是纳米磁性液体密封技术，已经逐年扩展到航天航空、电子、 化工、机械、冶金、仪表、环保、医疗等各个领域。1.3.1 工业上的应用磁性液体在工业上主要用于机械部件的密封、轴承间的无摩擦润滑、超硬 材料的精细研磨等诸多方面。1.3.1.1 磁性液体（动态）密封磁性液体密封是一种非接触式密封，可以封气、封水、封油、封尘等，广泛用于工业中各种密封。由于磁性液体在非均匀场中将聚集于磁场梯度最大处， 因此利用外磁场可将磁性液体约束在密封部位，形成磁性液体“0”型环，具有无泄露、无磨损、自润滑、寿命长等特点

24、。目前已广泛用于：(1)尘密封一一硬盘(harddisk)、气流粉碎(分级)机等；(2)真空密封一一电子显微镜、电子衍射仪、cvd装置、单晶炉、真空加热炉等；(3)气体密封一一可用于多种气体密封的场合(如煤气风机转轴部位)。图2-1磁性液体密封原理经过近30年的研究与开发，无论是从理论上还是从实际应用上， 磁性液体 密封技术都趋于成熟，甚至对于转轴和摆动杆的真空动密封目前已达到标准化、 通用化的程度。张墩明用共沉淀法制得的 812nm的四氧化三铁粒子，如以聚 醴磷酸脂为表面活性剂，其4兀m为45ka/m,用于x射线衍射仪旋转阳极的 密封，在3000rad/min条件下，真空度达到2.7x 10

25、-5pa。youngsamkim用铁 粘合金磁性液体在3.3t的外磁场下对机械的旋转轴进行油封，当轴以30rad/s选择时，这种装置最高可以承受 25kg/cm2的压力。磁流体密封技术的发展方向主要有：(1)进一步深入研究磁流体在密封中的作用机理，研究流体力学和动力学因 素在振动、偏心、离心力与磁力竞争中的影响，以及在不同磁场、磁流体、极 齿齿形和气氛(如气体、流体或尘埃)等条件下的优化设计。(2)推广磁流体密封在各种设备中的使用，用组合密封、压力平衡和某些特 殊处理拓宽磁流体密封的应用范围(如线速度35m/s、温度80c、压力2 10mpa)。提高磁流体密封各项性能指标，加强研究机构和生产企

26、业的合作，把各 种不同种类和性能的磁流体密封推向实际应用。（3）以各种新材料、新工艺研制出新的具有优异性能的磁流体，研制新的磁 流体密封装置，开拓新的研究领域，拓宽新的应用领域。1.3.1.2 磁性液体研磨磁性液体研磨随着精密机械的高性能化，对于构成精密机械的零件及电子 零件、光学零件的几何精度要求越来越高。另外，对于各种超硬材料的精细加 工也提出很高的要求。近年来采用磁性液体研磨对上述各种零件进行精加工达 到了比较理想的地步，对高技术发展有着重要的意义。磁性液体研磨是在水或者油基磁性液体中混入粒度为数微米到数百微米的 磨料，通过磁力作用使磨料强制研磨加工件的表面。加工在研磨过程中自身可 以旋

27、转，故不管加工面是平面还是曲面均能同时研磨。与通常的加工法相比， 其效率提高15倍。例如，在磁性液体中加入cr203（粒度为3um）磨料，研磨小19 x 26的ni3n4滚柱，可获得0.005um的最小表面粗糙度，可用于精密滚柱轴承； 又如加入粒度为55um的sic磨料及采用不锈钢锥形二具研磨内径 20mm的长 管内表面，可获得0.28um/min的最大去除速率；用粒度为1um的sic磨料 pva锥形工具，可获得0.04um的最小表面粗糙度；为了研磨细的弯管的内表 面，用旋转球获得20um/min的去除速率，用振动球能达到足够的去除率。 2.2.1.3 磁性液体阻尼磁性液体阻尼器主要用以加大振

28、动阻尼、减小共振、改善频率特征等，其 原理是当外面的非磁性壳体旋转速度有变化时，引起内部的磁极（包括磁铁）和外部壳体的转动速度差，在外磁场的作用下，使具有一定黏度和饱和磁化强度 的磁性液体产生剪切力，这一剪切力带动磁极转动，直到消除于外壳的转动速 度差为止，从而减小了转动速度变化时的输出速度振荡。其特点是无机械磨损、低频小幅、外加磁场的大小可以控制阻尼的大小等，目前已在步进电机、伺服 电机等领域广泛使用。影响磁性液体阻尼特性的因素或者说在设计磁性液体阻 尼器时要考虑的主要是转动惯量和帕匹库常数。转动惯量i= p兀4032,帕匹库常数b=t sd2/t,其中，p为磁极密度，i为磁极长度，d为磁极

29、直径，”为磁 性液体的黏度，s为磁性液体与磁极的接触面。2.2.1.4 磁性液体润滑磁性液体润滑是将纳米磁颗粒分散到润滑油中来实现的，这里润滑油作为磁性液体的载液（常用的载液有双酯类和烷基奈类）。当磁性液体加入到摩擦副 中时，由于内含的纳米颗粒尺寸比表面粗糙度小得多， 不会引起摩擦副的磨损， 而载液在摩擦副中可以起到与普通润滑油相同的润滑效果。除此以外，作为纳 米颗粒的表面改性功能可以显著改善润滑油的悬浮稳定性，提高抗磨、减磨性 能；作为磁性纳米颗粒还可以在磁场的作用下控制润滑位置，完全消除润滑剂 的泄漏，使摩擦区的状态稳定；通过合理的磁场梯度设计，还可以增加磁悬浮 力，提高轴承等的承载能力。

30、磁性液体还具有很好的热传导性，在摩擦副产生 的热量可以很快传出，从而可降低摩擦副的温度，改善润滑条件。近年来，磁性液体润滑已经有了很多方面的应用，比如大型设备和高精度 高转速转动轴的轴承的润滑、计算机硬盘驱动器轴的润滑、机器人和精密仪器 关节的润滑、齿轮箱的传动齿轮的润滑等，这些都大大地提高了设备或部件的 使用寿命。2.2.1.5 磁性液体在扬声器上的应用由于近代音响向高品质、高性能、数字化、微型化等方向发展，就要求提 高扬声器的动态范围和最大声压水平，以满足音响系统高水平的需要，为此必 须提高扬声器的输人功率。但输入功率的提高，会使音圈的温度相应上升，当 超过允许值时，音圈产生热破坏。如果在

31、扬声器空气隙内的音圈周围注入磁性 液体不仅可以改善音圈的散热条件，还可以使音圈自动定位、提高扬声器的承 受功率、改善频率响应、减少失真等。采用注入磁性液体的高音扬声器、低音 扬声器均己商品化。目前国际上正研制专业音响中的超低音扬声器和汽车音响 用扬声器。2.2.1.6 磁性液体在分离技术方面的应用目前采用磁性液体已成功地用于比重法分离， 其原理是把两种密度不同的、 需要分离的非磁性材料放人磁性液体中，然后在外加磁场的作用下使磁性液体 的密度为上述两种物质密度的平均值时，一种物质下沉，而另一种浮起，从而 达到分离目的。日本研制的比重分选机已成功地将玻璃和陶瓷分离开；俄罗斯 研制出成套砂、金磁性液

32、体分选装置，其黄金采收率高达98.6%,处理时间缩短了 1/3。根据磁性液体的悬浮特性，研制出的“磁性液体表观密度测试仪” （已获得发明专利），是通过测试磁性液体的表观密度来研究磁场的空间分布和磁场梯度测量。2.2.2 磁性液体在医学上的应用利用铁氧体型磁性液体中的磁性颗粒对 x射线的吸收，可以用它代替硫酸 钢作为x射线造影剂，它在胃液中极少溶解，而且可以描绘细微病变和及时诊 断胃癌，比硫酸钢具有优越性。目前国内研究集中在镁锌铁氧体和钻锌铁氧体 上，用于牙齿治疗时x光摄影。利用磁性液体可以被磁场移动和定位，可以把 磁性液体用作靶向给药的载体，减轻治疗药物对身体其他部位的影响。德国科 学家就利用

33、磁性液体作为辅剂，使抗癌药物借助磁液在磁场的作用下准确到达 月中瘤所在位置，使药物准确地作用于病灶，提高疗效，减少药物用量，从而有 效地减轻甚至避免化疗对人体的副作用。目前这项实验已在动物身上取得成功。 a. jordan, rscholz提出了一种新方法来治疗月中瘤。通过外界的交变磁场控制 磁液位置，利用磁性液体的人工高热效应 （mfh）选择性地加热病灶，将月中瘤细 胞杀死，而其他位置则不吸收外界能量。这将是一种用来治疗神经月中瘤和前列 腺月中瘤的方法。2.2.3 生物学上的应用利用磁性液体的分离技术，可以实现生物活性物质的提纯，鉴别微量有机 物、细胞和基因物质。据有关报道，科学家们把烟草花

34、叶病毒和烟草哮喘病毒 分散在磁性液体中，通过施加适当磁场，成功地把生物群落如烟草花叶病毒和 烟草哮喘病毒取向。采用高梯度磁分离技术，从血液中成功地分离出红血球。 使磁性微粉的悬浮液与细菌细胞相粘结，获得比一般方法高得多的灵敏度，如 利用酸性水基磁性液体可以富集肺结核菌。2.2.4 其他应用除此之外，磁性液体还在许多领域有着广泛的应用前景。如：磁性液体印 刷、磁性液体薄膜轴承、声纳系统、磁性药物、细胞磁性分离、磁性液体人工 发热器、磁性液体涡轮发电、光学开关、磁性液体刹车等等。3发展现状及前景展望3.1 磁性液体的发展现状磁性液体的发展按纳米级磁性颗粒被利用的时间顺序及特性可以分为3个 阶段。2

35、0世纪60年代初，第一代铁氧体磁性液体问世，60年代初期，美国宇 航局将其用于宇航服和宇宙飞船可动部分的真空密封材料以及在失重状态下液 体泵的输送等方面。1965年s.s.pappell获得了世界上第一个具有实用意义的制 备磁性液体的专利，并用该法成功制备了庚烷、油酸和粉状铁磁矿的磁性胶体 溶液以及其他磁性液体火箭材料。80年代第二代金属磁性液体出现，这一阶段主要是磁性液体制备技术有了 突破发展和对磁性液体应用的一些有益探索。自60年代末期以来，美国、日本、前苏联、英国等国家相继开展了磁性液体技术的研究。1979年khafal-la首次用 化学共沉淀法合成了磁性液体，促进了磁性液体制备和研究的

36、飞速发展。进入90年代，日本研制出第三代氮化铁磁性液体。 第一代铁氧体磁性液体 问世解决了有无问题，第二代金属磁性液体的出现把磁性能提得更高 ms:0.17t(1700gs),第三代氮化铁磁性液体既具有良好的抗腐蚀性能又具有较 高的磁性能。综合磁性液体的发展阶段来看，人们都是在不断扩展磁性液体的应用范围、 加深磁性液体特性的理论研究和高的饱和磁化强度、高稳定性磁性液体的研制 上，因此研制出高的饱和磁化强度、高稳定性和流程短的磁性液体是各国科学 家都在关注、研究和探讨的主要问题。3.2 未来趋势及展望(1)未来趋势国际上磁性液体在生物医学方面的应用和利用磁性液体的基础特性而出现 的新的传感器将是

37、未来发展的趋势；国内在此方面还有相当大的差距，多数学 者在应用方面仍以磁性液体密封研究为主，制备方面也主要是铁酸盐(fe3o4)系磁性液体，但氮化铁系磁性液体比铁酸盐系磁性液体具有更高的饱和磁化强度， 又比金属系磁性液体具有更好的稳定性和耐腐蚀性，所以其仍是应用者所关注 的磁性液体。在制备方法上，各国学者都在努力寻找一种既能缩短制备流程， 又能提高主要参数指标制备磁性液体的新方法。目前已有不少科学家正在探索 在常压条件下，利用等离子体手段，通过控制脉冲频率、反应温度、反应时间 等在保证磁性液体状态的前提下来缩短制备磁性液体的流程，提高产率，扩大 应用。现在这方面的研究已成为国际上磁性液体研究领域的前沿研究课题。(2)前景展望自20世纪60年代发明至今，工艺技术日渐成熟，应用也不断扩展，它已 经成为重要的纳米功能材料。随着高性能的氮化铁磁性液体的研制成功，会推 进磁性液体在宇宙仪器、扬声器、缓冲器、调节器、传动器、激励装置以及太 阳黑子、地磁、火箭和受控热核反应、火箭推进、磁性液体发电等方面的应用， 显然为磁性液体的开发拓宽了思路；磁性液体在生物磁学中的应用，也为人类 探索生命奥秘、攻克危害人类的疾病提供了新的手段。相信在不久的将来，随 着科学家们对磁性