具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发

1、具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发项目可行性报告具有高阻尼特性的新型磁性橡胶材料研究和开发一、项目可行性报告（一）立项的背景和意义永磁材料是发现和使用最早、发展迅速和应用广泛的磁性材料，已经成为与半导体等并驾齐驱的四大基础功能材料之一。事实上，永磁材料是一个贮能器，它把外磁场对它所做的磁化功以磁能的形式储存起来，利用材料磁极的相互作用和气隙的磁场，实现机械能或声能与电磁能的相互转换，从而做成种类繁多的永磁功能器件。这些永磁功能器件已成为计算机、网络信息、通讯、航空航天、交通、办公自动化、家电、人体健康与保健等高新技术领域的核心功能器件。因此，永磁材料已成为高新技术、新兴产业与社会进步的

2、重要物质基础之一。应用中的永磁材料，主要包括钕铁硼、钐钴、铝镍钴和永磁铁氧体等。在永磁材料大家族中，永磁铁氧体的综合磁性能较低，但由于原材料丰富、性价比高、工艺简便成熟、抗退磁性能优良，又不存在氧化问题，在很多领域还是理想的永磁材料。铝镍钴和钐钴永磁材料的居里温度高、温度稳定性好，但磁性能低而价格高，应用受到明显限制，正逐渐被综合性能优异的钕铁硼稀土永磁所取代。钕铁硼具有磁性能高、资源丰富和价格低等优点，磁性能比永磁铁氧体高10倍，比钐钴高1倍，矫顽力和磁能积也显著高于铝镍钴。按制造方法不同，永磁材料可分为两类：一类是粘结磁体，主要用于电子、电气设备的小型化领域；另一类是烧结磁体，主要满足高矫

3、顽力、高磁能积的要求。其中粘结磁体是由磁性粉末与可挠性好的橡胶、树脂等粘结材料相混合，按需求直接成型为各种形状的永磁部件，它的最大优点是具有很高的特性价格比。由钕铁硼磁粉和橡胶基体制成的磁性橡胶材料，逐渐发展成为一种新型的多功能复合粘接永磁材料。与烧结磁体相比，磁性橡胶材料具有保磁力大、密度小、高均一性与可挠性好等优点，已广泛应用于玩具、无线电通讯技术、汽车、家用电器、电子计算机的记忆装置、密封条及医疗器械等众多高新技术领域中。 近年来，阻尼型磁性橡胶材料作为一种性能优异的减震材料受到了高度重视。磁性橡胶材料既可以起到弹性阻尼作用，同时磁性-弹性能量的相互转化又可以产生磁-机械耦合阻尼，因此可

4、以起到高效减震作用，是一种很有发展前途的减震材料。以汽车工业为例，磁性橡胶材料的使用可以大幅度提高汽车行驶过程中的舒适性、稳定性和安全性。近年来，国外研究者已将磁性阻尼橡胶材料作为关键组元用于磁性减震，有效抑制了噪声源的传播了，解决了隔震和承载的矛盾。国内已开始了阻尼型磁性橡胶材料的研究，但在磁性能和力学性能等方面均与国外同类产品有一定差距。主要存在的问题有：一是磁性橡胶复合材料的阻尼系数低，远不能满足实际使用需求；二是磁性粉末与橡胶基体的结合强度不够，磁粉容易在制备过程中团聚、且易在使用过程中从基体脱落，尤其在高载荷下使用时材料服役寿命短。因此，改善磁性粉末与基体材料橡胶的结合强度，改进磁性

5、材料与橡胶的复合技术，获得高阻尼系数的新型磁性橡胶材料，是阻尼型磁性橡胶材料的发展趋势。本课题组在磁性橡胶领域较早地开展了研究，具有扎实的研究基础和丰富的工作积累。与我省磁性材料行业的龙头企业开展了产学研联合开发，研制的阻尼型磁性橡胶材料，断裂伸长率不低于400%，最大磁能积超过0.7MGOe，接近国际先进水平；但是该材料的阻尼系数与国际先进水平相比还有一定的差距。若在已有成果基础上，进一步优化磁粉和橡胶基体的配比、改善磁粉与橡胶基体的相容性、优化磁粉与橡胶复合工艺，完全有可能开发出具有国际领先水平的高阻尼特性新型磁性橡胶。浙江省已成为我国乃至全球最主要的磁性材料生产基地，具有产业规模大、生产

6、企业多、种类齐全的特点，永磁材料的总产值占全球的一半左右，在宁波、东阳等地区已成为经济支柱产业。中国的稀土资源十分丰富，稀土储量占世界的60%以上，发展稀土永磁材料在我国尤其具有巨大的资源优势。我省磁性材料生产企业，包括一些大型生产企业，在磁性橡胶材料方面技术储备少，自主知识产权很少或几乎没有。本项目将通过自主技术创新，开发兼具高阻尼特性与高磁性能的新型磁性橡胶材料，填补国内相关领域空白。项目适应了国内外磁性橡胶材料发展的趋势，必将推动高阻尼特性磁性橡胶在汽车工业等领域中的应用，并为预防地震等自然灾害提供新型减震材料。该项目一旦顺利完成，必将为我省磁性材料产业的发展开辟出新方向，改变我国在磁性

7、橡胶材料方面研发落后于国外的局面，对推动我省和我国磁性材料的自主创新和产业升级具有重大意义。 （2） 国内外研究现状和发展趋势 磁性橡胶从20世纪90年代问世以来发展迅速，应用越来越广泛 1。阻尼型磁性橡胶是由磁粉与橡胶复合而成的一种结构-功能一体化复合材料，由于融合了橡胶弹性阻尼、磁性阻尼以及负载接触面的空气阻尼等相互作用，与传统的阻尼减震橡胶比较，其阻尼效果显著。因此，具有高阻尼特性的磁性橡胶材料作为一种新型减震材料应用前景十分广阔，得到了国内外该领域研究学者们的广泛关注 2-8。磁性橡胶材料要求的主要是磁性和可绕性，根据具体用途还要求抗氧化、耐油、抗热老化等2。为了获得较高磁性，要选择能

8、混入大量磁粉而不失去可绕性的橡胶。磁性橡胶主要分两大类：一是各向同性磁性橡胶，磁粉易磁化方向杂乱无章排列，磁粉主要是钡铁氧体等；另一类是各向异性磁性橡胶，在制备过程中施加磁场和压力，使磁粉易磁化方向沿某个特定方向排列，磁粉多为高能积稀土永磁。因此，磁粉类型和用量是决定磁性橡胶材料综合性能的一个重要环节。一般，磁粉所占体积分数越大，磁性越强，而相对地力学性能就越差 3。对于使用钡铁氧体作为磁粉的磁性橡胶来说，由于理论最大的磁能积只有9.220 kJ/m3，加入量需达到胶料重量分数的2030倍时才有较好的磁性能，这么大的添加量往往会使橡胶本身良好的弹性、柔软性及力学性能损失很大，所制备出的磁性橡胶

9、材料往往阻尼系数在0.1以下 4。因此，从提高力学性能尤其是阻尼特性而言，选用高磁性能的磁粉和合适的橡胶种类，是目前制备兼具优良磁性能和高阻尼系数磁性橡胶的两个主要途径。关于橡胶的选择，目前应用于磁性减震橡胶中的橡胶基体多为天然橡胶，原因主要由于天然橡胶价廉易得，并具有优异的硫化性能和减震效果。但是天然橡胶的耐老化性能、耐油性和耐高、低温性能都很差。研究5发现仅用一种橡胶的阻尼材料的阻尼温度范围常常不能满足工程需要，制得的磁性减震橡胶因为不能同时具有高热稳定性、良好的物理力学性能和优异的减震效果很难被应用于一些高性能的减震器中。因此现在的研究方向往往采用多种橡胶共混体系制备高阻尼磁性橡胶材料，

10、橡胶共混体系各组分的相容性直接影响材料的阻尼性能。 近些年，日本大同电子与汽车工业用橡胶大公司富考库公司共同开发了各向同性钕铁硼系橡胶磁体，该种磁体具有优异的柔软性、弯曲性、磁性、耐寒和耐热性，住友金属矿山、小野橡胶等也正在进行技术和市场的开发。将钕铁硼磁粉加入到橡胶基体中制得的磁性橡胶预测有着良好的发展前景6-7。目前美国、德国等用于车辆减震的磁性橡胶复合材料最大磁感应强度达到300Gs左右，可使用温度上限为180。他们已将磁阻尼技术成功应用于新型车辆上，有效抑制了噪声源的传播，为磁性橡胶在减震领域应用与研制提供了理论依据8。在我国，磁性橡胶则又处于发展的相对滞后的状态，国内目前已研制并申请

11、专利的磁性橡胶在力学性能、磁性能均与国外同类产品有一定差距，且耐热、耐油性能也不太好，这些均严重制约了磁性橡胶的广泛应用，据统计，在世界总产量中，我国仅占7。目前，在国内对具有高阻尼特性新型磁性橡胶的研究整体来说处于较低的水平，还没有发表高水平的研究报道。研究单位主要是橡胶研究和生产单位，对磁学和磁性材料的认识和掌握明显不足，只有工艺性研究，主要的橡胶的选择、添加的磁粉类型、用量和制造工艺等，没有对该材料制备中关键科学和技术问题的研究和认识。尚未发现关于颗粒尺寸、形状和均匀性对物理和机械性能影响的研究报道，尚未发现关于磁粉与橡胶界面修饰和改性的研究报道，尚未发现对磁化技术的研究报道，铁氧体外其

12、它永磁材料磁性橡胶的研究报道很少。综合国内外学者的研究情况，近期关于磁性橡胶的研究重点主要包括:1） 探讨磁性橡胶中聚合物的结构和形态及多组分聚合物之间、聚合物与磁粉之间的相互作用，分析各种配合剂对磁性橡胶性能的影响;2） 应用性能好的钕铁硼磁粉，在保持磁粉含量的同时在不降低其力学性能;3） 针对单一橡胶的不足无法满足苛刻的使用条件要求，需要进一步探讨几种橡胶复合并用，以提高磁性橡胶的综合性能;4） 改进现有生产工艺及开发新型生产工艺，以提高磁粉与橡胶基体的相容性。近年来，国内外与提高磁性橡胶阻尼系数有关的专利，大多是通过调整磁性橡胶配方和优化制备工艺参数实现，见表1。本课题组已获得的与该项目

13、相关的发明专利有4项。前期研究发现通过对磁粉表面改性处理，优化硫化工艺可以同时提高阻尼系数和磁性能。在此基础上发展改性磁粉橡胶复合技术，研制具有高阻尼特性新型磁性橡胶材料，必将产生一系列新的自主知识产权。 表1：国内外已公开或授权的磁性橡胶领域主要相关专利专利名称公开号专利/申请号申请（专利权）人发明人MOUSE PAD USING RUBBER MAGNETKR20060058342 20060627KR20060058342 20060627WOO YOUN HA WOO YOUN HA A PUZZLE TOY WHICH MADE BY RUBBER MAGNETKR200500464

14、91 20050601KR20050046491 20050601PARK MYUNG SOOK PARK MYUNG SOOK Anisotropic rubber magnet, and its manufacturer, motor and magnetic rollerTW262515(B)TW20040126217 20040831TDK CORP TERADA YUTAKA et al.POSTER FIXING APPARATUS USING RUBBER MAGNETKR20050026906 20050331KR20050026906 20050331JANG KYUNG S

15、UK JANGKYUNG SUK ADHESIVE MEMO PAD WITH RUBBER MAGNET PLATEKR200205719(Y1)KR20000015338U 20000530YOON BONG SEOK YOON BONG SEOK RUBBER MAGNET SHEETJP20050012869 20050120JP20050012869 20050120BRIDGESTONE CORPAIZAWA SATOSHI 一种高性能磁性橡胶及其制备方法 CN1429858 02159002.8北矿磁材科技股份有限公司任先京等磁性橡胶制造新工艺 CN1050030 9010348

16、8.6广西南宁市橡胶制品厂赖武铨等一种具有高磁感应强度的磁性橡胶及其制备方法CN101230156200710306598.7杨中联杨中联一种磁性橡胶衬板 CN258653202275401.6金维刚金维刚应急磁性橡胶堵漏盖 CN2043216 88213776.X冯斌冯斌永磁性橡胶密封条 CN2080981 90219628.6詹学全等詹学全等磁性橡胶薄板型拼图玩教具 CN208019790223870.1杨力刚等杨力刚等磁性橡胶拼图板CN209959790223096.4李世勋等李世勋等磁性橡胶片的漫画组合结构CN2161360 93215899.4华海鹤等华海鹤等静磁场中功能梯度材料注浆

17、成型制备方法CN1438084 03115573.1本项目申请单位本项目组高性能双相稀土永磁材料及其制备方法CN1383159A02111603.2本项目申请单位本项目组电磁阀用封头材料及其制备方法CN1594638200410025651.2本项目申请单位本项目组低温度系数、低损耗和高饱和磁通密度铁氧体材料制备方法CN1587193 200410053950.7本项目申请单位本项目组主要参考文献1. 陈赛璐等，橡胶工业，1990，37（2）, 68.2. 许轶等，广东橡胶，2006，3(1), 14.3. 赵树高等，现代化工，2009，29（1），31.4. 王晏研等，材料导报，2004，1

18、8（10），54.5. 王峰等，磁性材料及器件，2003，34（6），10.6. 王如意等，橡胶工业，2003，50(1)，88.7. 李昂，特种橡胶制品，2003，24(3)，25.8. Malini KA，Journal of Materials Science，2001，36(23), 472.（三）项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点1、主要研究开发内容（1） 磁粉的表面改性研究：磁粉选用钡铁氧体与钕铁硼磁粉作对比研究。结合物理机械搅拌法与化学法对磁粉进行表面改性，改性剂是由一定配比的偶联剂、固化剂与环氧树脂组成。研究改性剂配方及添加量、偶联处理温度等对磁粉改性效果的影响，获得最

19、佳的改性剂配方与偶联温度。（2） 高阻尼磁性橡胶的配方设计和研究：有效控制磁粉的添加量以及磁粉与橡胶的配比，研究不同配方对磁性橡胶性能的影响，从而获得高阻尼系数的磁性橡胶的成分配方。（3） 制备工艺优化。基于表面改性磁粉-NR（天然橡胶）/NBR（丁腈橡胶）复合技术，优化混炼、压延、硫化、充磁等关键工艺，研究它们对磁性橡胶磁粉分散状况及力学性能、磁性能的影响，制备出高阻尼系数磁性橡胶复合材料。2、 技术关键（1） 磁性橡胶的配方设计。根据综合性能指标要求进行配方设计是本申请项目需解决的第一个关键问题。磁粉的种类、添加量、磁粉平均粒径、粒度分布、比表面积以及颗粒形貌等均直接影响到磁性橡胶的磁性能

20、与物理化学，根据综合性能选择合适的磁粉，是本项目的关键。一般情况下，磁粉添加量越大，磁性越强，但机械性能会变差，必须并对其添加量进行有效的控制。对于橡胶的选择，一般单一的橡胶品种难以满足各方面的要求，所以选择了NR/NBR复合橡胶作为基体并加入其它的配合剂，获得最合适的配方是本项目需要解决的一个关键技术。（2） 磁粉与橡胶基体的相容性。由于磁粉是亲水性的，而橡胶是亲油性的，因此，改善磁粉与橡胶的相容性，通过对磁粉改性使其均匀分散于橡胶基体中，是本申请项目需解决的另一个关键技术。磁粉与橡胶的相容性决定了磁粉在橡胶基体中的分散均匀性程度以及磁粉可填充量大小，磁粉的分散均匀性对磁性橡胶的性能影响很大

21、。在磁粉的平均粒度大小、粒度分布与比表面积控制在一定的范围前提下，可以通过加入偶联剂、固化剂和环氧树脂配成的改性剂对磁粉进行表面改性处理来改善磁粉与橡胶的相容性。3、 主要创新点（1） 研究磁粉表面改性对磁粉与橡胶相容性的影响是本课题组的首创工作，在磁粉的平均粒度大小、粒度分布与比表面积控制在一定的范围前提下，通过加入偶联剂、固化剂和环氧树脂配成特制的改性剂对磁粉进行表面改性处理，来改善磁粉与橡胶的相容性。（2） 对于橡胶的选择，由于单一的橡胶品种难以满足性能要求，我们选择了天然橡胶（NR）与丁睛橡胶（NBR）复合作为基体，再加入相应的配合剂，在此基础上发展改性磁粉NR/NBR橡胶复合新工艺，

22、无论在技术还是原理上都是在磁性橡胶领域的重要创新。（4） 项目预期目标（主要技术经济指标、社会效益、技术应用和产业化前景以及获取自主知识产权的情况）本课题将开发出新的改性磁粉NR/NBR橡胶复合技术，基于该技术制备出具有高阻尼系数的新型高性能磁性橡胶，解决高阻尼磁性橡胶制备中的关键技术问题，并认识所制备磁性橡胶的力学性能、磁性能、温度稳定性、显微组织与成分配方和制备工艺的关系。成果形式包括发明专利、新技术、新工艺、材料样品和论文等。主要技术、经济指标如下：1. 阻尼系数0.25；2. 磁性能：饱和磁感应强度300GS，磁能积0.65MGSOe，矫顽力700Oe；3. 拉伸强度：12.5MPa；

23、4. 断裂伸长率：450% 主要技术指标达国际领先水平。在国内首次制备出同时达到上述力学性能和磁性能指标的磁性橡胶。课题完成并投产后, 年产值增加1000万元以上，年增利税150万元以上。供应用户试用，满足用户使用要求。 可获得专利等知识产权及人才培养情况如下：基于改性纳米磁粉NR/NBR橡胶复合技术制备综合性能优异的高阻尼特性新型磁性橡胶技术，形成我国自主知识产权：磁粉表面改性增进其与橡胶基体相容性方面，获得发明专利1项以上；高阻尼特性新型磁性橡胶制备技术，获得发明专利1项以上；在SCI或EI收录刊物上发表论文5篇以上。锻炼和培养一支以博士为主的科技队伍，为研究工作的持续深入打下基础。预计培

24、养博士后1名、博士生4名、硕士生4名。技术应用和产业化前景如下：在民用领域，磁性橡胶有着广阔的应用前景，目前已应用于包括家电、日用品、工业品以及电子等各类高科技术领域中，利用磁性橡胶的吸力，可用作密封件、金属分选、磁性标记板，防噪音材料等；利用其磁性特点，可应用于检测计量用部件、收录音机、唱机耳机、扬声器部件，医疗器械等；在仿生学中，磁性橡胶被提出可用于作为人工肌肉；磁性橡胶还被研究用于无内胎汽车轮胎和智能型轮胎胎侧扭力测量装置，因此有着广阔的应用前景。高阻尼特性磁性橡胶独特的性质决定了其在减震材料领域会有更广阔的应用前景。磁性橡胶融合了空胶阻尼、弹性阻尼与磁阻尼三方面的作用，将具有显著的阻尼

25、效应，减震效果可大大提高，作为一种高效减震材料将是未来的一个重要发展趋势。目前磁性橡胶利用其高阻尼特性已经在国外新型车辆上得到了运用，为磁性橡胶在减震领域应用与研制提供了理论依据。在我国，磁性橡胶作为减震使用还处于发展的相对滞后的状态，这与国内目前已研制并申请专利的磁性橡胶综合性能与国外同类产品有一定差距也相关。具有高阻尼特性新型磁性橡胶开发成功以后，国内乃至国外的市场前景都非常好。随着磁性橡胶的不断研发与性能的提高，高阻尼特性磁性橡胶作为一种良好的减震材料在军用领域中也倍受瞩目。因此，本项目技术应用和产业化前景极为广阔。项目研究中选用钡铁氧体磁粉具有综合磁性能优异与原料便宜的优点，降低了高阻

26、尼磁性橡胶磁体的生产成本，NR/NBR复合橡胶基体在合适的配方下不仅满足性能要求还具有易加工性能好特点，有利于开展大批量工业生产。预计高阻尼特性新型磁性橡胶材料将占据世界磁性橡胶越来越大的市场份额，相关技术和产品有望走向国际市场。（五）项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解1、项目拟采取的技术路线下图所示：磁性能与力学性能试验温度特性研究综合性能好的磁性橡胶批量生产配方与工艺参数优化塑炼天然橡胶混炼配合剂磁粉表面改性混炼压延成型充磁硫化成型磁粉与基体相容性研究硫化剂塑炼混炼丁腈橡胶配合剂 图1 本项目拟采取的技术路线图2、 项目实施方案：（1） 磁粉的表面改性研究。将钡铁氧体与钕铁硼磁粉作

27、为高阻尼特性新型磁性橡胶用备选磁粉，分别对这两种磁粉作对比研究。结合物理机械搅拌法与化学法对磁粉进行表面改性，改性剂是由一定配比的偶联剂、固化剂与环氧树脂组成。研究改性剂配方及添加量、偶联处理温度等对磁粉改性效果的影响，获得最佳的改性剂配方与偶联温度；（2） 磁性橡胶的配方设计和研究。根据综合性能指标要求，设计磁粉的添加量、天然橡胶（NR）与丁腈橡胶（NBR）的配比以及各种配合剂的配方，研究磁粉添加量、NR/NBR配比及配合剂配方对磁性橡胶磁性能与力学性能的影响，获得综合性能最佳的磁性橡胶配方。（3） 磁性橡胶的工艺设计。 NR、NBR生胶料经塑炼后分别加入配合剂进行混炼，研究混炼温度与时间对

28、磁性橡胶性能的影响；加入表面改性过的磁粉与NR、NBR一起混炼均匀后进行压延成型，研究压延辊温与辊速的影响；在大于1.5T磁场强度下充磁，然后在真空平板硫化机硫化成型，构成硫化工艺的主要因素是压力、温度和时间。通过对各个工艺步骤中工艺参数的影响进行分析，优化工艺参数。（4） 分析表征与性能测试。用激光粒度分析仪检测磁粉的粒度分布情况，在SEM下观察磁粉在基体中的分散及结合状况；测量制样的拉伸强度与断裂伸长率、平均密度、邵氏硬度、阻尼系数、重载荷下的抗疲劳损伤性等力学性能。测量磁性能参数磁感应强度、矫顽力与最大磁能积等磁性能。分析磁粉与橡胶的配比以及工艺过程对力学性能与磁性能的影响，根据测试结果

29、不断调整配方和优化工艺参数。（5） 高阻尼特性磁性橡胶的制备。分析磁性橡胶样品的磁粉在基体中的分散性 及性能与磁性橡胶配方、制备工艺的关系，优化磁粉与橡胶基体配方设计，优化磁性橡胶制备工艺，生产达到本课题技术指标的磁性橡胶材料。并在合作企业进行中试研究，不断改进制备工艺，实现批量生产具备优异综合性能磁性橡胶产品的同时，争取降低生产成本。3、 可行性分析上述研究方法、技术路线和实验方案，具有先进性。课题组对磁性橡胶的研究与生产已有充分的技术保障，多次与合作企业进行联合研发橡塑磁产品，并为其工艺改进提供技术指导。在课题组的前期研究基础上，通过改善磁粉与橡胶基体的相容性、优化配方与生产工艺，有把握开

30、发综合性能优异的高阻尼特性新型磁性橡胶，实现本课题目标。4、组织方式与课题分解本项目由申请单位和我省磁性材料行业龙头企业联合成立项目组，组成产学研联合研发团队，实现优势互补。基于表面改性纳米磁粉与NR/NBR橡胶复合制备高阻尼特性新型磁性橡胶，研究磁粉与基体相容性、力学性能和磁性能、温度稳定性与成分配方和制备工艺的关系，由申请单位为主承担。解决高阻尼磁性橡胶在中试和生产中的主要工艺、技术等问题，以合作企业为主承担。（六）计划进度安排2010年1月2010年12月：对磁粉进行表面改性研究；进行磁性橡胶配方设计；进行磁粉与基体相容性研究，确定最佳的磁粉含量；优化磁性橡胶生产工艺。对不同条件下制备的

31、样品进行微观分析和磁性能、力学性能测定，分别研究磁粉含量、NR/NBR配比及各工艺参数对磁性能与力学性能的影响关系。完成实验室研究。2011年1月2011年8月：中试试验。根据实验室研究结果，在合作企业进行批量产品试制工作。不断优化磁粉、橡胶配比与其它添加剂配方设计，优化磁性橡胶制备工艺，制备达到本课题技术指标的高阻尼特性新型磁性橡胶。同时申请专利，获得自主知识产权。2011年9月2011年12月：进一步优化工艺，降低生产成本。进行产品性能的权威机构检测。撰写项目研究报告及技术总结报告，准备鉴定资料。（七）现有工作基础和条件1、现有工作基础近年来，本项目组在应用和产业化研究中，与浙江省和我国代

32、表性磁性材料生产企业进行了卓有成效的合作，建立了多家研发中心及中试基地，形成了一系列的知识产权，并为合作企业带来了显著的经济效益。在磁性橡胶材料领域，已有研究成果和发现包括：（1） 受我省知名磁性材料企业委托，本课题组于2008年1月-12月完成直接相关项目电机用高性能橡胶磁条开发，对该产品从配方到生产工艺进行了深入研究，在此基础上形成了新的生产工艺规范，还获得了系列重要理论发现。（2） 发现磁性橡胶的磁性取决于磁粉的种类和添加量。磁粉用量越大，磁性越强，而物理机械性能越差，磁粉颗粒尺寸、形状和均匀性对物理和机械性能影响很大。（3） 发现铁氧体磁粉磁性橡胶密度较低，但磁性较差。铁铁氧体磁粉制造

33、的磁性橡胶物理机械性能差，拉断伸长率、强度低、拉断永久变形大；钴铁氧体磁粉制造的磁性橡胶，磁性与物理机械性能均好。而用钡铁氧体磁粉制造的磁性橡胶，磁性较差，但综合性能较好。发现基于纳米复相稀土永磁的橡胶磁体具有良好发展前景。（4） 发现多种橡胶均可制造磁性橡胶，磁性与橡胶类型关系不大，天然橡胶易于加工，填充磁粉量较大。配合剂选用硫黄、促进剂为硫化体系，硬脂酸和氧化锌为活性剂，加入少量的防老剂。丁腈橡胶分子结构中带侧基团，加大分子间的内摩擦，可提高阻尼性能，另外适当提高硫化温度，或延长硫化时间，提高硫化密度，能有效提高交联密度，从而提高阻尼性能。（5） 发现对亲水性的磁粉和亲油性的橡胶进行界面修

34、饰和改性极为关键。练胶时间不能太长，活性高的填充材料有助于提高阻尼性能。硫化前充磁，因为橡胶未发生交联，利于磁畴转动；硫化后充磁易于操作，但橡胶的网状结构不利于充磁。（6） 本项目组首创了一种利用铁磁性材料和弱磁材料对外磁场的不同磁响应制备功能梯度材料的新方法。截至2008年，未发现国内外有本课题组以外的其它相关报道。（7） 已研究了材料中成分（组织结构）分布的预测、控制和样品制备工艺， 包括复合浆料制备及其在磁场中的粘度特性，主要工艺参数对成分梯度和样品质量的影响，梯度材料样品致密度、显微结构、硬度分布等。进行了成分分布与磁场强度、磁场梯度、磁性粒子相互作用、磁性粒子浓度和非磁性粒子浓度等因

35、素的Mento Carlo模拟。近5年来授权或公开的与本课题相关发明专利如下：1、一种纳米添加氧化锌基稀磁半导体材料及其制备方法，专利号：200710160240.8，2009年2、高耐腐蚀性烧结钕铁硼的制备方法，专利号：200610053144.9，2009年3、纳米铜改性制备高矫顽力、高耐腐蚀性磁体方法，专利号：200710068486.2，2009年4、碱性化学镀镍复合光亮剂及其使用方法，专利号：200610050250.1，2009年5、富稀土相的纳米钛粉改性制备高矫顽力稀土永磁方法，专利号：200710069227.1，2009年6、一种提高钕铁硼永磁体表面化学镀层结合力的方法，专利

36、号：200610050677.1，2008年7、酸性化学镀镍复合光亮剂及其使用方法，专利号：ZL 200510050612.2，2008年8、钕铁硼磁性材料表面除油去污清洗剂及使用方法，专利号：ZL 200610050248.4，2008年9、一种烧结钕铁硼的制备方法，专利号：ZL 200510049962.7，2007年10、高饱和磁通密度、低损耗锰锌铁氧体材料制备方法，专利号：ZL 200510060285.9，2007年11、氢化热处理法制备高性能双相稀土永磁材料的制备方法，专利号：ZL 2003 1 0108666.0，2006年授权12、低温度系数、低损耗和高饱和磁通密度铁氧体材料制

37、备方法，专利号：ZL200410053950.7，2006年授权13、低损耗、低温度系数和高磁导率铁氧体材料制备方法，专利号：ZL200410053951.1，2006年14、电磁阀用封头材料及其制备方法，专利号：ZL200410025651.2，2006年授权15、静磁场中功能梯度材料凝胶注模制备方法，专利号：ZL03116449.8，2005年授权16、静磁场中功能梯度材料压滤成型制备方法，专利号：ZL03116138.3，2005年授权17、采用流延成型法制备功能梯度材料的方法，专利号：ZL03129141.4，2005年授权18、高性能双相稀土永磁材料及其制备方法，专利号：ZL0211

38、1603.2, 2004年授权19、纳米复相（Fe3B，-Fe）/Nd2Fe14B磁性材料制备方法，专利号：ZL 02136137.1，2004年20、静磁场中功能梯度材料注浆成型制备方法，专利号：ZL03115573.1，2004年授权近5年来发表的与本课题相关论文如下（列20篇，其余略）：1、Stress influences on magnetization and magnetostriction in magnetically annealed Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2 polycrystals, J. Appl. Phys., 105, 9 (2009

39、): 093915-1-42、Enhanced Youngs moduli and damping capacity in magnetically annealed Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2 polycrystals，J. Phys. D: Appl. Phys., 42,12 (2009) 1250043、Electroless Ni-Co-P coatings on sintered Nd-Fe-B magnets with improved corrosion resistance, Adv. Mater. Res., 75(2009) 53-564、Im

40、proved magnetostriction in cold-rolled and annealed Mn50Fe50 alloy, Scripta Mater., 61,4 (2009) 4274305、Microstructures of NiZrO2 functionally graded materials fabricated via slip casting under gradient magnetic fields, J. Alloy. Compd., 459, 1-2(2008) 447-4516、Preparation of coatings with high adhe

41、sion strength and high corrosion resistance on sintered Nd-Fe-B magnets through electroless plating, Mater. Chem. Phys., 117,2-3, (2009) 764-7677、Effect of SiO2 nanopowders on magnetic properties and corrosion resistance of sintered Nd-Fe-B magnets，J. Magn. Magn. Mater., 321, 5，(2009) 392-395 8、Two-

42、dimensional Monte Carlo simulations of structures of a suspension comprised of magnetic and nonmagnetic particles in uniform magnetic fields, J. Magn. Magn. Mater., 321, 9，(2009) 1221-12269、 Effects of Yb3+ on the corrosion resistance and deposition rate of electroless NiP deposits，Appl. Surf. Sci.，

43、255, 5，(2008) 2176-217910、Effects of Cu nanopowders addition on magnetic properties and corrosion resistance of sintered Nd-Fe-B magnets, Physica B: Condensed Matter, 403，23-24，(2008) 4182-418511、The evolution of microstructure and magnetic properties of Fe-Si-Al powders prepared through melt-spinni

44、ng, Script. Mater., 58,4 (2008) 243-24612、Microstructure and magnetic properties of nanocrystalline Co-doped Sendust alloys prepared by melt spinning, J. Alloy. Compd., 459, 1-2(2008) 447-45113、Structure and magnetic properties of magnetostrictive compounds Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2-xBx (0 x 0.15)

45、,J. Magn. Magn. Mater., 320, 19 (2008) 2368-237214、Improved microhardness and wear resistance of the as-deposited electroless Ni-P coating，Surf. Coat. Tech., 202, 24 (2008) 5909-591315、Co substitution effect on magnetic properties of magnetostrictive compounds Tb0.36Dy0.64(Fe(1-x)Cox)2 (0 x 0.30), P

46、hysica B: Condensed Matter, 403，19-20，(2008) 3677-368116、Production for high thermal stability NdFeB magnets，J. Magn. Magn. Mater., 320, 8 (2008) 1427-143017、Enhanced photoelectrochemical response of a composite titania thin film with single-crystalline rutile nanorods embedded in anatase aggregates

47、, J. Phys. Chem. C, 112,49 (2008) 19484-1949218、 Photocatalytic and photoelectrocatalytic degradation of aqueous Rhodamine B by low-temperature deposited anatase thin films, Mater. Chem. Phys., 112, 2 (2008) 51051519、Effects of Nd and B contents on the thermal stability of nanocomposite (Nd, Zr) 2Fe14B/-Fe magnets，Mater. Sci. & Eng. B, 150, 1, (2008) 77-8220、Differ