分享：磁流变液沉降稳定性的研究进展

孙汝亭,马 然 (江苏师范大学机电工程学院,徐州 221116) 

摘 要:磁流变液具有很高的可控性和连续性,广泛应用于半主动减震器、抛光装置和扭矩传递 装置,其沉降稳定性是保证其性能的重要指标。对磁流变液沉降稳定性的检测方法进行了概述,并 从磁性颗粒、添加剂和载液三方面介绍了改善磁流变液沉降稳定性的研究进展,结合磁流变液沉降 稳定性研究中存在的问题对未来研究方向提出了一些观点。 

关键词:磁流变液;沉降稳定性;磁性颗粒;添加剂;载液 中图分类号:TB381 文献标志码:A 文章编号:1000-3738(2022)11-0001-08 

0 引 言

 磁流变液(MRF)是磁性颗粒均匀悬浮在非磁 性流体中形成的一种智能材料。磁流变液在无外磁 场作用时表现出类似牛顿流体的流动特性,而当受 到外磁场作用时,磁性颗粒在数毫秒内形成平行于 外磁场方向的排列,阻碍流体的正常流动,表现出类 似液固相变的行为[1]。这种可调的流变特性使得磁 流变液在半主动减振器、抛光装置、阻尼器、扭矩传 递装置等方面得到广泛的应用[2-7]。 目前,磁流变液的长期稳定性仍然是实际应用 中的主要问题之一。磁流变液用磁性颗粒的密度一 般较载液高5~8倍,在重力作用下其沉降不可避 免。同时,磁性颗粒倾向于相互聚集以减小表面能 量,并且少量的残留磁性和范德华力作用也会促使 磁性颗粒团聚[8],因此磁性颗粒的聚集也贯穿着整 个沉降过程。为了避免磁性颗粒沉降和聚集,研究 人员采取了诸多措施,例如:用聚合物或有机分子包 覆磁性颗粒以减少颗粒与载液之间的密度差,从而 提高稳定性[9-10] ;改变磁性颗粒的形貌,增大与载液 接触的表面积[11-13] ;加入气相二氧化硅、有机黏土、 磁性纳米颗粒、氧化石墨烯等多种添加剂,提高磁流 变液的性能,填充磁性颗粒之间的缝隙以减少因直 接接触而发生的聚集[14-16] ;用聚合物溶液或离子液 体代替传统的载液以提高连续液相的黏度或改善颗 粒与载液的亲和力[17]。随着磁流变液应用领域的 拓展,研究人员对其沉降稳定性提出了更高的要求。 为了给广大研究人员提供参考,作者介绍了近年来 磁流变液沉降稳定性的检测方法和改善磁流变液沉 1 孙汝亭,等:磁流变液沉降稳定性的研究进展 降稳定性的研究现状,并对磁流变液未来的发展方 向进行了展望。

 1 磁流变液沉降稳定性的检测方法

 沉降稳定性是磁流变液的关键性能。作为一种 由磁性颗粒分散在连续载液中形成的悬浮液,磁流 变液在使用过程中会出现分层现象,除可目视观察 到的上层清液与下层悬浮液之间的分层外,在下方 悬浮液中还存在难以观察的弱分层现象[18]。根据 这种分层现象,研究人员提出用沉降率来评价沉降 稳定性;沉降率的定义为上层清液高度h 与磁流变 液整体高度 H 之比。一般常用光学方法检测沉降 率,包括目视法和多重光散射法2种方法。目视法 通过标尺测量上层清液的高度,依赖于眼睛的判断, 具有检测快速方便的优点,但是检测精度不高。多 重光散射法一般利用 Turbiscan型稳定性分析仪对 磁流变液进行静置垂直扫描,利用多重光散射判断 上层清液和下层悬浮液之间的界线,相对于目视法 具有更高的精度。利用沉降率判断沉降稳定性具有 直观便捷的优点,但不能反映磁流变液内颗粒浓度 的变化,而这对研究磁流变液的沉降机理至关重要。 悬浮液发生沉降后,不同深度颗粒的浓度不同, 导致电感、电容和热导率发生变化,因此,可以通过 检测电感、电容和热导率的变化来确定浓度的变化, 从而表征沉降稳定性。CHEN 等[19]设计了一种测 量磁流变液自然沉降的装置,发现沉降率和电感具 有很高的线性度。IGLESIAS 等[20]开发了一种垂 直轴电感监测系统(VAIMS),通过垂直平移电感传 感器扫描磁流变液的电感,描述了磁流变液颗粒浓 度随时间演变的测量原理并验证了电感与浓度呈线 性变化的规律。文献[21-22]采用垂直轴电感监测 系统研究了磁流变液沉降过程,根据悬浮液浓度突 变的位置分出上层清液区、可变浓度区、原始浓度区 和沉淀区,并给出了磁流变液浓度变化的时间历程。 通过改进垂直轴电感监测系统,CHAMBERS等[23]实 现了磁流变液电感的自动监测和数据处理,进一步 提高了检测速率,使获得的电感更加准确。WEN 等[22]开发了一种低纵横比电感传感器,能够更好地 定位浓度和沉淀区边界,同时提出利用差分法分析 浓度的变化,使磁流变液分层边界的浓度变化更加 明显。 王松等[24]对磁流变液的电容特性进行了研究, 推导出了磁流变液浓度与介电常数之间的关系式, 并制作了以磁流变液作为电解质的可变电容器,为 电容法测定磁流变液的浓度提供了基础。赵建柱 等[25]在此基础上设计了一种圆柱形的电容器,将磁 流变液作为电容器的电解质,通过检测电容器电容率 的变化来表征磁流变液沉降特性;将此电容器嵌入到 磁流变液应用产品内部可实现磁流变液沉降特性的 局部、实时动态监测。CHENG等[26]通过试验确认了 磁流变液的颗粒浓度和热导率之间存在简单的线性 关系,开发了一套热导率监测系统来测定磁流变液的 颗粒浓度和沉降速率,取得了良好的效果。

 2 改善磁流变液沉降稳定性的研究现状

 磁性颗粒在载液中的均匀分散是保证磁流变器 件稳定运行的基础,因此提高磁流变液中磁性颗粒 的沉降稳定性至关重要。影响沉降稳定性的因素包 括磁性颗粒的粒径、密度和形貌,载液的黏度和与磁 性颗粒的相容性。目前,主要通过降低磁性颗粒的 粒径和密度,提高载液的黏度,加入添加剂的方法来 提高磁流变液的沉降稳定性。

 2.1 磁性颗粒的改性 

磁流变液常用的磁性颗粒主要有羰基铁、四氧 化三铁和三氧化二铁等,这些磁性颗粒具有较高的 饱和磁化强度,可以提供较高的屈服应力,但这些颗 粒与载液的密度相差较大,与载液混合时无法持续 均匀分散。因此,需要对磁性颗粒进行改性处理,以 增强与载液的相容性。 核壳结构是指通过化学键或其他作用力用一种 材料将另一种材料包覆起来形成的有序组装结构; 核壳结构能够整合内外两种材料的性质,并互相弥 补各自的不足。聚合物具有较低的密度,包覆在磁 性颗粒表面形成的复合颗粒的密度低于单独的磁性 颗粒,并且改变了磁性颗粒的表面性质,改善了磁性 颗粒与载液的相容性,从而提高了磁流变液的沉降 稳定性。CHUAH 等[27]通过在羰基铁磁性颗粒表 面涂覆聚苯乙烯泡沫,增强了磁性颗粒的表面粗糙 度,提高了与载液的接触表面积,改善了磁性颗粒与 载液的相容性,静置24h的沉降率为32%,表现出 良好的沉降稳定性。CVEK 等[28]通过自由基聚合 法在羰基铁颗粒表面涂覆聚甲基丙烯酸缩水甘油酯 (PGMA),得到核壳结构磁性颗粒,制备的磁流变 液沉降稳定性显著提升,但是过厚的壳层会降低流 变性能。CHENG 等[29]通过化学接枝法将 3 种不 同链长的酰基乙二胺三乙酸类表面活性剂接枝到羰 2 孙汝亭,等:磁流变液沉降稳定性的研究进展 基铁颗粒表面并制备了磁流变液,与使用未接枝羰 基铁颗粒制备的磁流变液相比,随链长的增加,沉降 率分别降低了53.9%,64.2%,75.1%,这是因为酰 基乙二胺三乙酸类表面活性剂对颗粒表面有润湿作 用,并且载液中有机分子链的伸长增强了分子膜的 触变性。 聚合物也可以作为核,将磁性颗粒包覆在聚合 物上作为磁流变液的分散相,这种结构的分散相具 有更低的密度,与载液的接触表面积更大,能够增大 与沉降 相 对 抗 的 浮 力。KIM 等[30]采 用 Pickering 乳液聚合法将纳米 Fe2O3 包覆在聚苯乙烯表面形 成复合磁性颗粒,相比于纯 Fe2O3 颗粒和羰基铁颗 粒具有更大的表面积和更小的密度。HAN 等[31]利 用同样的方法将纳米 Fe3O4 颗粒包覆在聚苯乙烯 泡沫上制备了复合磁性颗粒(PS/Fe3O4),以该磁性 颗粒为分散相制备的磁流变液的沉降率相比于纯 Fe3O4 颗粒基磁流变液降低了 62%。PU 等[32]以 中空聚苯乙烯微球为核、Fe3O4 为壳制备空心复合 磁性颗粒,其密度仅为1.5g·cm -3,远低于 Fe3O4 颗粒(5.18g·cm -3),采用该空心复合磁性颗粒制备 的磁流变液(复合磁性颗粒的体积分数为10%)在 放置3.5h后的沉降率约为10%,小于相同体积分 数 Fe3O4 的磁流变液(沉降率约为 42%)。CHOI 等[33]制备了 Fe3O4 纳米颗粒包裹空心聚二乙烯基 苯的磁性颗粒,其密度比纯 Fe3O4 磁性颗粒降低了 59.5%,制得的磁流变液在放置2~24h后的光透 射率无明显变化。低密度聚合物与铁氧体构成的核 壳结构磁性颗粒虽然有利于磁流变液沉降稳定性, 但是也存在磁饱和强度低、屈服应力小的缺点。 石墨烯纳米片因具有低密度、特殊的二维结构 和大的比表面积等独特性质,能够增强分散相的浮 力,使分散相更加不易团聚,从而成为解决磁流变液 沉降问题的热点材料之一。HONG 等[34]采用原位 化学沉 积 法 在 氧 化 还 原 石 墨 烯 (RGO)表 面 涂 覆 Fe3O4 形成 Fe3O4/RGO 复合磁性颗粒,采用该复 合颗粒制备的磁流变液在保留较好流变性能的同时 显著降低了沉降率,这归因于 Fe3O4/RGO 复合颗 粒与载液较低的密度失配。在此基础上,可考虑引 入一些具有高比表面积和强偶极子相互作用的纳米 磁性颗粒如 CoFe2O4、MnFe2O4、NiFe2O4 等,与石 墨烯 纳 米 片 复 合 增 强 磁 流 变 液 的 抗 沉 降 能 力。 WANG 等[35-36] 利 用 声 化 学 法 合 成 CoFe2O4/GO (氧化石墨烯)和 MnFe2O4/GO 纳米复合颗粒,纳 米 CoFe2O4 和 MnFe2O4 颗粒均匀地锚定在 GO 纳 米片的表 面,在 15d 的 沉 降 试 验 中,含 质 量 分 数 30%MnFe2O4/GO 和 CoFe2O4/GO 的磁流变液的 沉降率分别为16.0%和15.4%,都表现出较好的抗 沉降能力,这归因于 GO 独特的二维结构和分散相 密度的 减 小。相 对 于 GO 纳 米 片,层 状 二 硫 化 钼 (MoS2)具有可调控的带隙结构和较大比表面积,其 多层结构能够附着更多的磁性颗粒。WANG 等[37] 利用声化学法合成了 CoFe2O4/MoS2 新型纳米复 合磁性颗粒,并制备了质量分数25%复合磁性颗粒 的磁流变 液,在 15d 的 沉 降 试 验 中,其 沉 降 率 为 15.4%,表现出良好的沉降稳定性。以由二维材料 与磁性颗粒组成的复合磁性颗粒为分散相的磁流变 液,虽然具有良好的沉降稳定性,但因为其流变性能 和磁学性能较差,所以没有得到广泛的应用;此类磁 流变液在屈服应力要求不高的场合具有较大的应用 潜力。 具有复杂形貌的磁性颗粒具有独特的物理和化 学性质,其空间排斥作用较强,比表面积较大,能够 提高磁流变液的稳定性;同时,复杂形貌磁性颗粒形 成的沉积物密度较低,沉积后的再分散更加容易。 UPADHYAY 等[38]研究发现,片状铁粉/石蜡基磁 流变液的沉降稳定性优于球形铁粉/石蜡基磁流变 液,储能模量也更高。SHAH 等[39-41]报道了一种由 双分散板状铁颗粒基磁流变液(大小颗粒的平均粒 径为19μm 和2μm)制成的半主动阻尼器,该阻尼 器放置2d后,可以产生5~30N 的阻尼力,阻尼力 并未发生衰减。SHILAN 等[42]利用固态粉末加工 工艺,将球形羰基铁颗粒制成板状颗粒(直径约为 4.1μm,厚度约为0.4μm),其磁饱和强度比球形颗 粒高约8%;与球形颗粒基磁流变液相比,板状颗粒 基磁流变液的沉降率降低了20%,屈服应力提高了 270%。BELL 等[43]制备了体积分数6%铁微米线 的磁流 变 液,静 置 两 个 月 后 没 有 出 现 沉 降 现 象。 DONG 等[44]利用溶剂热法合成钴纳米纤维,并制备 了以体积分数为12%钴纳米纤维为分散相的磁流 变液,该磁 流 变 液 在 静 置 15d 后 几 乎 没 有 沉 降。 TONG 等[45]制备了玫瑰花状钴颗粒基磁流变液,与 球状钴颗粒基磁流变液相比,沉降率降低了60%。 WANG 等[46]采用溶剂热法合成了具有层级结构的 花状 Fe3O4 颗粒,平均粒径为3.2μm,比表面积达 到62.78m 2·g -1,质量分数25%花状Fe3O4 颗粒基 磁流 变 液 的 沉 降 率 为 13.5%,低 于 同 含 量 球 状 3 孙汝亭,等:磁流变液沉降稳定性的研究进展 Fe3O4 颗粒基磁流变液(37.2%)。花状颗粒有利于 沉降稳定性,一方面是由于具有分级结构和多孔特 性的花状颗粒相互支撑,占据了更多的空间;另一方 面,花状结构扩大了比表面积,增强了颗粒下降时的 黏滞阻力。 常用的磁性颗粒粒径一般在1~10μm 范围。 理论上,当颗粒尺寸减小到约100nm 时,剧烈的布 朗运动可以克服重力作用,使磁流变液具有更好的 沉降稳定性[47]。ZHU 等[48]采用电弧放电法制备 了粒径在30~50nm 的球形铁纳米粒子,其饱和磁 化强度为146emu·g -1,以铁纳米粒子为分散相制 备的磁流变液的沉降率由同体积分数(10%)羰基铁 磁流变液的92.8%降低到42.8%。

 2.2 加入添加剂 

磁流变液中常用的添加剂包括表面活性剂、触 变剂和纳米颗粒等。表面活性剂是一种具有两亲特 性的高分子材料,亲水端锚固在磁性颗粒的表面,疏 水端分散在载液中,使得磁性颗粒之间的空间位阻 增大,从而减少了磁性颗粒的聚集和沉降。触变剂 能够在静置时靠弱的化学键连接形成网状结构,增 大磁性颗粒沉降的阻力。 常用的表面活性剂主要有油酸、脂肪酸、硬脂 酸、聚 丙 烯 酸、二 聚 酸 和 月 桂 酸 等。ASHTIANI 等[49]研究了脂肪酸中不同长度碳链形成的网络结 构对磁流变液沉降稳定性的影响,发现碳链越长,磁 流变液的沉降稳定性越好。丁丁等[50]以二聚酸为 表面活性剂制备了羰基铁磁流变液,发现在硅油中 加入质量分数1%的1001二聚酸后,磁流变液的沉 降率降低了49%,这是因为二聚酸能够有效地附着 在羰基铁表面,并在磁流变液内部形成空间结构。 熊皓等[51]以油酸、聚乙二醇和十二烷基苯磺酸钠为 表面活性剂制备了羰基铁磁流变液,发现表面活性 剂的亲水疏水平衡值(HLB值)越小,磁流变液的抗 沉降性能越优秀。YANG 等[52]以二聚酸作为添加 剂制备羰基铁磁流变液,发现含有二聚酸的磁流变 液形成了疏松的凝絮并增强了沉降稳定性,同时磁 流变效应与屈服应力也显著提升。牛方昊等[53]以 油酸和聚甲基丙烯酸甲酯为添加剂制备羰基铁磁流 变液,发现聚甲基丙烯酸甲酯在降低载液黏度的同 时改善了磁流变液的沉降稳定性,这归因于聚甲基 丙烯酸甲酯的长链能够提供更强的空间位阻效应。 添加表面活性剂虽然有利于提高磁流变液的沉降稳 定性,但也存在局限性:一方面表面活性剂与磁性颗 粒表面亲和力弱,容易发生脱落;另一方面表面活性 剂对温度敏感,在高温下易发生变性,从而降低磁流 变液的耐久性。 常用的触变剂有气相二氧化硅和有机黏土等。 气相二氧化硅作为添加剂不仅能提高磁流变液的沉 降稳定性,还可作为抗磨剂提高磁流变液的耐磨性 能,但会降低磁流变液的屈服应力。郭秋月等[54]研 究发现,纳米气相二氧化硅触变剂的比表面积越大, 磁流变液的沉降稳定性越好。张寒松等[55]利用黄 原胶包覆纳米气相二氧化硅制备复合触变剂,提高 了磁流变液的流变性能和沉降稳定性,静置7d时 的沉降率仅为17%,这归因于黄原胶的加入增大了 空间位阻,抑制了磁性颗粒对非磁性颗粒的吸附,同 时有机分子链之间的缠绕增强了纳米二氧化硅形成 的三维网络结构。 除了上述添加剂外,将纳米粒子作为添加剂加 入磁流变液也是一种重要的方法。纳米粒子的加 入,使得微米级磁性颗粒之间的空间位阻效应增大, 同时纳米粒子的布朗运动也可抵消磁性颗粒的动 能,对磁性颗粒的沉淀起到阻碍作用[48]。RAHIM 等[56]利用2种纳米级的铜和铝颗粒添加剂来降低 磁流变液的沉降率,添加纳米级铜和铝颗粒后的沉 降率分别降低了21.1%和15%。与球形纳米颗粒 相比,纤维素纳米颗粒也具有良好的抗沉降效果。 纤维素纳米颗粒是一种亚微米尺寸的各向异性颗 粒,一般呈棒状或纤维状结构,具有亲水的表面特性 和与水相同的密度,可以用作增稠或稳定磁流变液 的添加剂。BAE等[57]以微晶纤维素作为添加剂制 备了羰基铁磁流变液,微晶纤维素的加入增加了载 液黏度,改善了沉降性能。WANG 等[58]以纤维素 纳米晶(CNC)、纳米纤维(CNF)和一种水溶性纤维 素衍生物(CMC)为添加剂制备了羰基铁磁流变液, 这些各向异性纳米颗粒通过物理阻碍和静电排斥作 用降低了磁性颗粒的沉降,其中物理阻碍的效果更 加显著。 非磁性纳米颗粒的加入往往会降低磁流变性 能,因此引入磁性纳米粒子作为添加剂被认为是一 种既能增强磁流变性能又能改善沉降稳定性的方 法。当磁性纳米粒子作为添加剂加入磁流变液时, 其含量较少,分散相仍以微米级的磁性颗粒为主。 WERELEY等[59]和 NGATU 等[60]制备了双分散纳 米铁粒子/微米铁粒子为分散相的磁流变液,发现随 着纳米铁粒子含量的增加(相应微米铁粒子含量的 4 孙汝亭,等:磁流变液沉降稳定性的研究进展 减少),磁流变液的沉降稳定性提高,但屈服应力下 降。SONG 等[61]利用纳米羰基铁粒子部分取代微 米羰基铁作为分散相,发现适量纳米颗粒的加入改 善了沉降稳定性。KWON 等[62]将八面体磁铁矿纳 米粒子作为羰基铁磁流变液的添加剂,由于八面体 形纳米颗粒相比球形纳米颗粒能够形成更强的颗粒 链且具有更大的接触表面,颗粒之间的分子间作用 力增大,因此磁流变液的流变性能和沉降稳定性略 有增强。PIAO 等[63]通过溶胶凝胶法合成了磁性 Fe3O4/SiO2 纳米粒子,添加到羰 基 铁 磁 流 变 液 中 后,磁流变液的流变性能和分散稳定性高于纯羰基 铁磁流变液,沉降率降低了28.3%。DONG 等[64]利 用共沉淀法制备了棒状磁铁矿/海泡石纳米磁性复 合颗粒,添加到羰基铁磁流变液中后,磁流变液的沉 降率降低了25%,这是因为棒状颗粒具有更大的接 触表面,并且颗粒之间的摩擦力更强。GAO 等[65] 合成了磁铁矿/聚苯乙烯复合磁性纳米粒子,制备的 羰基铁磁流变液表现出比纯羰基铁磁流变液更好的 流变性能和沉降稳定性。HAN 等[66]将具有核壳结 构的磁性介孔 Fe3O4/SiO2 纳米粒子添加到羰基铁 磁流变液中,使沉降率下降28.8%,这归因于介孔 Fe3O4/SiO2 纳米粒子填充了羰基铁颗粒之间的空 间,减少了羰基铁颗粒的直接接触,防止大块沉积的 形成,并 使 磁 流 变 液 的 再 分 散 更 加 容 易。HAN 等[67]制备了高磁性的中空 Fe3O4 纳米粒子并添加 到羰基铁磁流变液中,与未加中空 Fe3O4 纳米粒子 的磁流 变 液 相 比,静 置 46h 后 的 沉 降 率 降 低 了 20.2%,并且流变性能增强。

 2.3 载液的改性 

磁流变液中的载液主要起承载磁性颗粒的作 用,包括硅油、矿物油和水等。黏度较低的载液会降 低磁性颗粒的分散稳定性,增大其沉降率;而高黏度 的载液会阻碍磁场下磁性颗粒的定向排列和拉长聚 集体,导致较低的屈服应力。因此,需要在保证屈服 应力的前提下尽可能提高载液黏度,从而提升沉降 稳定性。提高载液黏度的方法主要包括加入触变 剂、胶束等添加剂对传统载液进行改性,开发新型的 载液,例如非牛顿流体等。 胶束是一种亲水基向外、亲油基向内的表面活 性剂分子络合物。DOROSTI等[68]在羰基铁磁流 变液中添加了蠕虫状胶束,蠕虫状胶束的存在提高 了载液的黏度,从而改善了沉降稳定性,同时随着蠕 虫状胶束用量的增加,磁流变液的屈服应力也得到 增强。 ZHANG 等[69]以溴化钾为剪切增稠流体,合成 了剪切增稠羰基铁磁流变液,当剪切增稠流体的质 量分数大于极限值(约15%)时,磁流变液表现出明 显的触变性,稳定性得到了显著的改善,但是与传统 的磁流变液相比,其零场黏度略高,导致磁流变液在 磁场上的响应时间变长,影响到器件的性能。高黏 度线性聚硅氧烷(HVLP)是一种在很低的剪切速率 下表现出很高黏度、在较高的剪切速率下表现出很 低黏度的剪切变稀液体。XIE等[70]以一种高黏度线 性聚硅氧烷作为载液制备羰基铁磁流变液,当载液的 黏度大于140Pa·s,羰基铁粉体积分数为32%时,磁 流变液在静置365d内未出现沉降现象,这归因于剪 切变稀液体在静置时表现出很高的黏度。 离子液体(IL)是指全部由室温下处于液态的离 子组成的液体,当使用离子液体作为载液时,离子吸 附在磁性颗粒表面,加强了颗粒之间的空间排斥,减 少了颗粒聚集,从而提高了磁流变液的沉降稳定性。 GUERRERO-SANCHEZ等[71]以离子液体为载液 制备羰基铁磁流变液,与以硅油为载液的磁流变液 相比,沉降率降低了33.3%,且不会降低流变性能。 BOMBARD等[72]将用二氧化硅包覆的羰基铁颗粒 (体积分数30%)分散在离子液体中制备羰基铁磁 流变液,在较高强度(10kA·m -1以上)磁场作用下, 离子液体对流变性能并没有影响。

 3 结束语 

磁流变液因同时具有能够在固体与液体之间转 变的独特性能而广泛应用于机械制造、汽车、精密加 工、航空航天、生物医疗等领域。但是,由于磁流变 液仍然存在沉降稳定性问题,制成的磁流变器件的 设计和产业化应用并不顺利。虽然研究人员已经从 磁性颗粒、添加剂和载液方面对磁流变液的沉降稳 定性进行了改善,并取得了一定成果,但是仍存在以 下问题尚待解决,如磁性颗粒的聚集沉降、沉降稳定 性与流变性能之间的平衡等。 未来改善沉降稳定性的研究应集中在:(1)核壳 结构和添加剂虽然提高了磁流变液的沉降稳定性, 但流变性能不可避免会降低,因此如何平衡沉降稳 定性和流变性能两者之间的竞争关系有待深入研 究。(2)利用磁性颗粒形貌提高磁流变液的沉降稳 定性是行之有效的方法,但不同形貌的颗粒制备难 度较大,制备技术有待进一步研究。(3)探究多种添 5 孙汝亭,等:磁流变液沉降稳定性的研究进展 加剂(表面活性剂、触变剂和纳米颗粒等)复合对磁 流变液沉降稳定性的影响,优化磁流变液的配方。 (4)磁性颗粒的沉降和聚集不可避免,磁流变液再分 散研究显得尤为重要,然而目前有关再分散的评价 方法和性能提升的研究却很少。 

来源：材料与测试网