Frontiers in Materials

Introduction

Magnetorheological (MR) vloeistof is een soort typisch slim materiaal met unieke magnetische reologische eigenschappen die worden gekenmerkt door een omkeerbare verandering in viscositeit en vloeispanning onder magnetisch veld (Kim et al, 2013), dat op grote schaal is toegepast op vele gebieden, zoals afdichting (Mitamura et al., 2008), doelgerichte medicijnafgifte (Kim en Kim, 2003; Oh en Park, 2011), smering (Arruebo et al., 2007), verwijdering van waterverontreinigende stoffen (Goldowsky, 1980), dempers (Olabi en Grunwald, 2007; Ferroudj et al., 2013; Zong et al., 2013; Zhu et al., 2018), remmen (Mangal en Kumar, 2015), enz. Rabinow (1948) bereidde in 1948 de oorspronkelijke MR-vloeistof bestaande uit magnetische deeltjes en draagvloeistof. Xu et al. (2003) meldden dat MR-vloeistoffen kunnen transformeren tussen vast en vloeibaar door het bestaan van de magnetische deeltjes; specifiek zijn de ijzerdeeltjes gemagnetiseerd en kunnen MR-vloeistoffen snel veranderen van vloeibaar naar vast in de aanwezigheid van een magnetisch veld, terwijl ze hun vloeibare toestand terugkrijgen wanneer het magnetische veld wordt verwijderd. De onmiddellijke omzetting van vast naar vloeibaar kan worden gebruikt om de stijfheid en de demping van MR-vloeistoffen aan te passen. Gedurende tientallen jaren hebben vele onderzoekers zich gewijd aan de studie van MR vloeistoffen. Momenteel zijn de ferromagnetische deeltjes die worden gebruikt voor de bereiding van MR vloeistoffen voornamelijk carbonylijzer (CI) deeltjes met een diameter van over het algemeen 0,1-10 μm, en de volumefractie van ferromagnetische deeltjes is over het algemeen 20-40%. De dichtheid van een ferromagnetisch deeltje is echter veel groter dan die van de dragervloeistoffen, wat zeker tot duidelijke sedimentatie zou leiden, de reologische eigenschappen van MR-vloeistoffen zou beperken en de aanpasbaarheid en het schokabsorptievermogen van MR-apparaten zou verminderen. Daarom hebben veel onderzoekers verschillende methoden voorgesteld om hoogwaardige MR-vloeistoffen te bereiden met een betere sedimentatiestabiliteit (Tian et al., 2016). Thomas (1966) verkreeg kobaltelementpoeder door de carbonylverbindingen te verhitten en nam kobaltpoeders als magnetische deeltjes om MR-vloeistoffen te bereiden. Kormann (Kormann et al., 1996) ontwikkelde MR-vloeistoffen bestaande uit magnetische nanometerdeeltjes die de afschuifsterkte sterk verbeterden en de reactietijd verkortten. Foister (1997) voegde twee soorten ijzerdeeltjes van verschillende grootte toe aan de draagvloeistoffen en gaf aan dat de afschuifweerstand van MR-vloeistoffen door deze methode sterk was verbeterd. Ulicny en Mance (2004) bestudeerden de antioxidatie-eigenschap van MR-vloeistoffen en stelden een methode voor waarbij een laag nikkel op het oppervlak van de ferromagnetische deeltjes werd aangebracht om de langdurige oxidatieweerstand van MR-vloeistoffen te verbeteren. Cheng et al. (2009) gebruikten N-glucose ethyleen diamine triazijnzuur, dat een netwerk coating CI deeltjes kan vormen om de sedimentatie snelheid te verminderen via waterstofbruggen in water. Du et al. (2010) pasten de hydrofiel-lipofiel evenwichtstheorie toe om de oppervlakteactieve stof te kiezen en ontdekten dat oppervlakteactieve stoffen de sedimentatiestabiliteit van MR-vloeistoffen kunnen verbeteren, terwijl ze de magnetische eigenschappen van de deeltjes of de reologische eigenschappen van MR-vloeistoffen tot op zekere hoogte verminderen. Kim en Choi (2011) gebruikten polymere verbindingen als draagvloeistof en ontdekten dat dispersie van CI-deeltjes in een mengsel van polyisobutyleen/polybuteen (PIB/PB) in plaats van minerale olie de stabiliteit en de reologische eigenschappen van MR-vloeistoffen kon verbeteren. Sedlacik et al. (2011) coatten fluorverbindingen op het oppervlak van CI-deeltjes door CI-deeltjes bloot te stellen aan argon en octafluorcyclobutaanplasma en concludeerden dat de MR-vloeistof op basis van plasma-gemodificeerde CI-deeltjes een betere stabiliteit vertoont dan die met zuivere CI-deeltjes. Dong et al. (2012) introduceerden een nieuwe MR-vloeistof om de MR-eigenschappen te verbeteren door amorfe deeltjes van de Fe76Cr2Mo2Sn2P10B2C2Si4-legering te dispergeren in siliciumolie en ontdekten dat het MR-effect en de sedimentatiestabiliteitseigenschappen van MR-vloeistoffen die amorfe deeltjes bevatten, aanzienlijk zijn verbeterd bij lagere veldintensiteiten. Kim en Choi (2011) bereidden de polymere oplossing door PEO in gedestilleerd water op te lossen en verkregen een MR-vloeistof uit de verdeling van carbonylijzer in een polymere oplossing, maar de mismatching van magnetische deeltjes en de draagvloeistof moest nog worden overwonnen om aanzienlijke doorbraken te maken in het verbeteren van de sedimentatiestabiliteit van MR-vloeistoffen.

Huidig is het een hot topic geworden door de samengestelde deeltjes aan te nemen om MR-vloeistoffen voor te bereiden om de stabiliteit en de reologische eigenschappen van MR-vloeistoffen te verbeteren. Cho et al. (2004) verkregen de magnetische deeltjes met lage dichtheid door CI-deeltjes te coaten met polymethylmethacrylaat (PMMA). Qiao et al. (2010) bereidden de polyethyleenglycol (PEG)-gecoate Fe3O4 ferrofluids door de met PEG gecoate Fe3O4 nanodeeltjes in een oligomere PEG-400 draagvloeistof op te hangen, en onderzochten hun magnetorheologisch gestaag vloeigedrag. Jiang et al. (2010) gebruikten gecoate poly (methylmethacrylaat) (PMMA) om het oppervlak van CI-deeltjes te coaten en zo samengestelde CI-PMMA-deeltjes te verkrijgen, en ontdekten dat de MR-vloeistof op basis van CI-PMMA-deeltjes een betere sedimentatiestabiliteit vertoonde. Lopez-Lopez et al. (2012) bereidden MR-vloeistof op basis van 50% volume ijzerdeeltjes gecoat met silica en concludeerden dat 50% volume de bovengrens is van de deeltjesconcentratie in dergelijke MR-vloeistoffen. Liu et al. (2012) bestudeerden de recente onderzoeken naar de synthese van polymere samengestelde magnetische deeltjes als gedispergeerde fase in MR-vloeistoffen en ontdekten dat zowel de oppervlaktemorfologie als de massaverhouding van de polymere laag invloed hebben op het MR-effect en de stabiliteit van MR-vloeistoffen. Sutrisno et al. (2013) bereidden een MR-vloeistof met hoge viscositeit op basis van geënte poly-ijzerdeeltjes, die een uitstekende thermisch-oxidatieve stabiliteit en een bijna constante viscositeit vertoonde. Mrlik et al. (2013) gebruikten cholesterylchloroformaat als coating op het oppervlak van CI-deeltjes en ontdekten dat de sedimentatiesnelheid van MR-vloeistoffen op basis van de bereide composietdeeltjes sterk was gedaald als gevolg van een betere compatibiliteit tussen de deeltjes en siliciumolie. In het algemeen kan het gebruik van samengestelde deeltjes de stabiliteit van MR-vloeistoffen sterk verbeteren; er zijn echter nog veel tekortkomingen die moeten worden verbeterd, d.w.z. dat de deklagen niet compact en stabiel genoeg zijn, wat zou leiden tot een onbevredigende vermindering van de deeltjesdichtheid, wat resulteert in een onverwachte toename van de sedimentatiesnelheid. Daarom is het een dringende noodzaak om te onderzoeken en te kiezen redelijke samengestelde deeltjes en bereidingsmethoden.

In dit document, werden MWNTs aangenomen om coating op CI deeltjes door de enting technologie om de dichtheid van CI deeltjes te verminderen en de invloed van de doseringen van entstof en MWNTs werden getest. Bovendien werden MR vloeistoffen met CI deeltjes gecoat met MWNTs bereid en het coating effect werd bestudeerd door middel van oppervlaktetopografie analyse, deeltjesdichtheid, en magnetische eigenschappen van samengestelde magnetische deeltjes. Bovendien werden de herdispergeerbaarheid en de sedimentatiesnelheid geobserveerd om het effect van de gecoate CI-deeltjes op de verbetering van de stabiliteit van MR-vloeistoffen te bevestigen.

Voorbereiding van MR-vloeistoffen

Materialen en apparatuur

Originele CI-deeltjes (tap-dichtheid: 4,2 g/cm3, gemiddelde grootte: 1,9 μm) gecoat met MWNTs (de buisdiameter: 8-15 nm) worden aangenomen als magnetische deeltjes door enting proces met P-aminobenzoëzuur (PABA). Methyl siliconen olie (de dichtheid: 0,963 g/cm3, de dynamische viscositeit: 0,482 Pa-s) wordt gebruikt als de drager vloeistof in MR vloeistoffen. En sommige additieven worden gebruikt als dispergeermiddel, smeermiddel en anti-sedimentatiemiddel, waaronder vloeibare paraffine, grafiet en bentoniet. Ondertussen, wordt het gedistilleerde water gebruikt als oplosmiddel in het gehele proces van het experiment. Wat het belangrijkste materiaal betreft dat in dit document wordt goedgekeurd, wordt de elektrische mixer goedgekeurd om de uniform gemengde oplossing te krijgen, en de ultrasone reinigingsmachine is verantwoordelijk voor het krijgen van de oplossing die gelijkmatig wordt verspreid omdat de ultrasone verspreiding de Coulomb-kracht en de van der Waals-kracht tussen kleine deeltjes kan vernietigen. Bovendien draagt de vacuümoven bij tot het drogen van de verkregen gemengde vloeistof met een geschikte temperatuur van 70°C.

Voorbereiding van CI-deeltjes bekleed met MWNTs

De MWNTs zijn een soort allotropen van koolstof waarvan de buisdiameters van nanometer tot tientallen nanometer met filamentvorm en micron lengte gemiddeld zijn. Bovendien, MWNTs zijn lichtgewicht materialen met dichtheid ongeveer 2 g/cm3 bij kamertemperatuur, dat is de helft van de tap-dichtheid van CI deeltjes (4,2 g/cm3). Daarom zou de dichtheid van CI deeltjes sterk verminderen wanneer ze gecoat worden met MWNTs op het oppervlak, samen met een lichte of zelfs verwaarloosbare daling van het magnetisme van de gecoate deeltjes door de aanwezigheid van ijzerkatalysator in MWNTs. Bijgevolg worden de MWNTs aangenomen als coating materialen om de samengestelde magnetische deeltjes te bereiden.

Het is een essentieel proces om een MWNTs laag te vormen op het oppervlak van CI deeltjes om de samengestelde magnetische deeltjes te bereiden. In deze studie, de oppervlakte enting technologie aangenomen om de MWNTs laag te vormen, die kan worden omschreven als het maken van een enting reactie tussen de actieve groepen op het oppervlak van de deeltjes. Om specifiek te zijn, worden de organische stoffen met geschikt monomeer gekozen in de in-situ polymerisatie, en de polymere materialen worden gecoat op het oppervlak van de deeltjes, d.w.z., oppervlaktemodificatie. Een entstof genaamd para aminobenzoëzuur (PABA) wordt gebruikt in het entproces dat twee groepen heeft, hydroxy (-OH) en amidogeen (-NH2). De hydroxy (-OH) kan combineren met de carbonyl (-C=O) bestaande in het oppervlak van CI deeltjes en de amidogen (-NH2) kan combineren met de carboxyl (-COOH) in de MWNTs onder bepaalde omstandigheden, wat bijdraagt tot de presentatie van de resultaten dat de MWNTs strak gecoat op het oppervlak van CI deeltjes, zoals getoond in figuur 1.

Het entproces is niet spontaan, zodat de ultrasone behandeling en het mechanische roeren gelijktijdig worden goedgekeurd om het entproces te induceren en het deklaageffect te verbeteren. De ultrasone behandeling kan PABA induceren om bruggen tussen CI deeltjes en MWNTs te bouwen om hun contactoppervlakten te wijzigen en interactie functionele groepen tussen niet-covalente bindingen te vormen. Natuurlijk zijn er twee opmerkingen die moeten worden benadrukt. Eerste, de ultrasone en de mechanische roeren de ultrasone intensiteit moet worden geregeld in een redelijk bereik, die gewoonlijk wordt ingesteld tussen 300 en 400 W. Als de ultrasone intensiteit te laag was ingesteld, is het moeilijk om de enting proces veroorzaken, anders is het de gevormde MWNTs laag wordt vernietigd. Ten tweede, de compactheid van de coating is nauw verwant aan de temperatuur, wanneer de temperatuur hoger is dan 70 ° C de MWNTs zijn geneigd om verstrengeld met elkaar, en wanneer de temperatuur lager is dan 50 ° C is het moeilijk voor het optreden van de enting reactie, dus de temperatuur wordt meestal ingesteld tussen 50 en 70 ° C.

Het bereidingsproces van CI deeltjes bedekt met MWNTs is zoals hieronder beschreven, zoals weergegeven in figuur 2. Stap een, PABA worden gedispergeerd in het gedestilleerde water via water-bad verwarming voor 1-2 uur met de temperatuur van 60 ° C. Stap twee, de CI deeltjes worden opgelost in de gemengde oplossing onder de milde ultrasone dispersie voor ongeveer 15-20 min, en dan onder de milde ultrasone golf afgegeven door de ultrasone reiniger met de frequentie van 60 Hz de MWNTs worden toegevoegd aan de bovenstaande oplossing met mechanisch roeren door de elektrische mixer voor ~ 3-4 h. Stap drie, in het algemeen de verkregen gemengde vloeistof wordt gedroogd door vacuüm oven met de temperatuur van 70 ° C en de negatieve vacuüm graad, na dat het gedroogde poeder wordt gemalen en gezeefd in deeltjes door 100 mesh zeef. In feite, hoe hoger de vacuüm graad is, hoe beter het effect van het drogen zal zijn, en het hangt meestal af van de beschikbare vacuüm graad die door de vacuümoven aangenomen.

Bereidingsproces van MR-vloeistoffen

Er zijn twee belangrijke processen bij de voorbereiding van MR-vloeistoffen, een gaat over de voorbereiding van CI-deeltjes bekleed met MWNTs, de andere is met betrekking tot het mengen van magnetische deeltjes, drager vloeistof, en additieven. Het gedetailleerde proces is weergegeven in figuur 3. Allereerst worden de met MWNTs gecoate CI-deeltjes toegevoegd aan de draagvloeistof, en vervolgens geroerd door de elektrische mixer gedurende ~ 2-3 uur om de vloeistof gelijkmatig te verdelen. Daarna worden om de 2 uur verschillende soorten additieven met inbegrip van dispergeermiddel, smeermiddel, en anti-sedimentatie agent kwantitatief toegevoegd in volgorde, op hetzelfde moment, maken de vloeistof houden continu roeren.

Tests Results and Analysis

Volgens het bereidingsproces van CI Deeltjes gecoat met MWNTs, waren er zes soorten gecoate CI deeltjes met verschillende doseringen van entstof en MWNTs die werden bereid. Vervolgens werden er een reeks prestatietests uitgevoerd, waaronder oppervlaktetopografie, deeltjesdichtheid en magnetische eigenschappen, waarbij stap voor stap de beste verhouding tussen de componenten werd bepaald, wat bijdroeg tot de bereiding van MR-vloeistoffen met betere prestaties. Ten slotte werden sedimentatietests op de MR-vloeistoffen uitgevoerd om het coatingeffect te bevestigen.

Vlaktextopografie

Het wordt algemeen erkend dat de kwaliteit van het coatingeffect intuïtief kan worden weerspiegeld door de oppervlaktetopografie van de deeltjes. Daarom zijn de bereide CI deeltjes bekleed met MWNTs, originele CI deeltjes en MWNTs geobserveerd met behulp van de scanning elektronen microscoop (SEM) met de resolutie van 1 nm, die volledig kan presenteren de oppervlaktetopografie kenmerk van deeltjes.

De elektronen microfoto’s van de originele CI deeltjes en MWNTs zijn zoals gepresenteerd in figuur 4. Ondertussen, CI deeltjes gecoat met MWNTs met verschillende doseringen van entstoffen genoemd als A1-A3 met geleidelijk verhoogde doseringen van entstoffen, worden waargenomen, zoals getoond in figuur 5. Hieruit blijkt dat de oppervlakken van de oorspronkelijke CI-deeltjes bolvormig en glad zijn, terwijl ze na het coaten een beetje ruw worden met enkele stoffen. Het coatingeffect neemt toe naarmate de dosering van het entagens binnen een bepaald bereik toeneemt, terwijl het stabiliseert of zelfs afneemt wanneer de grens wordt overschreden. De coatinglaag van monster A1 is verre van verdicht aangezien slechts enkele filamenten (MWNTs) zijn gecoat op het oppervlak van de deeltjes. Voor monster A2 is het nog steeds moeilijk om een volledige coating aan te brengen op het oppervlak van CI-deeltjes. Terwijl voor monster A3, de filamenten zijn relatief duidelijk door verstrengeld en verspreid samen in de bolvormige oppervlak en bijna alle van de oppervlakken van CI deeltjes zijn bedekt met MWNTs, die aangeeft dat de dosering van entstof is genoeg. Over het geheel genomen is de entstof van invloed op de oppervlaktetopografie en de dosering ervan moet veel aandacht krijgen omdat het een belangrijke rol speelt bij de kwaliteit van het coatingeffect. En na vergelijking, het monster A3 wordt beschouwd als degene met de beste verhouding van entstof in deze stap.

Daarnaast zijn de elektronenmicrofoto’s van CI-deeltjes gecoat met geleidelijk verhoogde doseringen MWNTs in de volgorde van A3, B1, B2, en B3 waargenomen en zoals gepresenteerd in figuur 6. Hieruit blijkt dat de coating effect wordt verbeterd in het begin en vervolgens geleidelijk verminderd met de aanhoudende toename van MWNTs, en de coating effect bereikt de optimale in monster B1 besmet met compacte en homogene coating laag gevuld met filamenten. Het kan worden geïnterpreteerd uit de coating mechanisme dat overmatige MWNTs zijn meer geneigd om te monteren in plaats van gecoat op het oppervlak van CI deeltjes tijdens de zelf-assemblage proces, wat resulteert in de aggregatie van MWNTs tot het uittrekken van de filamenten op het oppervlak van CI deeltjes en het vernietigen van de coating laag. Daarom moet de dosering van MWNTs worden gecontroleerd binnen een redelijk bereik om een relatief bevredigend coating effect te bereiken. Bovendien wordt het monster B1 beschouwd als het magnetische deeltje van MR vloeistoffen in dit document met zijn beste coating effect.

Dichtheid van de deeltjes

De dichtheid van de deeltjes is een van de directe factoren die de sedimentatiestabiliteit van MR-vloeistoffen beïnvloeden, aangezien het verschil in dichtheid tussen de CI-deeltjes en de draagvloeistof de belangrijkste oorzaak is van het sedimentatieprobleem van MR-vloeistoffen, met name, hoe kleiner het dichtheidsverschil tussen CI-deeltjes en de draagvloeistof is, hoe beter de stabiliteit en lagere sedimentatiesnelheid van MR-vloeistoffen zijn.

De dichtheden van de oorspronkelijke CI-deeltjes en monster B1 zijn weergegeven in tabel 1, die zijn verkregen door berekening met behulp van het volume en de massa verkregen door respectievelijk de cilinder en de elektronische weegschaal. Er kan worden aangetoond dat de tapdichtheid van monster B1 sterk is verminderd in vergelijking met de oorspronkelijke CI-deeltjes, namelijk van 4,2 tot 1,55 g/cm3 met een vermindering van 63,1%. Het is duidelijk dat de testresultaten overeenkomen met de verwachting, aangezien MWNTs een soort lichtgewicht materiaal is dat de dichtheid van de samengestelde deeltjes kan verminderen, wat gunstig is om de sedimentatiestabiliteit van MR vloeistoffen te verbeteren.

Magnetisch bezit

Magnetisch bezit is een belangrijke index van de magnetische deeltjes, die rechtstreeks van invloed kan zijn op de magnetische reologische eigenschap van MR-vloeistoffen. Bovendien moeten de magnetische deeltjes met betere prestaties tegelijkertijd een hoge verzadigingsmagnetiseringssterkte, minder restmagnetisme en een lage coërcitieve kracht hebben.

De magnetische eigenschap van de deeltjes wordt gemeten via vibratieproefmagnetometer met een maximaal magnetisch veld van 1.600 kA/m, en de magnetische hysteresiscurven van de twee soorten magnetische deeltjes (CI-deeltjes gecoat met MWNTs (monster B1) en originele CI-deeltjes) worden getoond in figuur 7. Geconcludeerd kan worden dat de verzadiging magnetisatie-intensiteit van monster B1 is iets lager dan die van de oorspronkelijke CI deeltjes onder verschillende magnetische veld. Dit valt samen met het feit dat de magnetisatie-intensiteit van MWNTs is veel lager dan die van de oorspronkelijke CI deeltjes die leidt tot de magnetisatie-intensiteit van de samengestelde deeltjes verminderd dat. Bovendien, verdere vergelijking van deze twee soorten magnetische deeltjes is weergegeven in tabel 2. Aangetoond kan worden dat de verzadigingsmagnetisatie-intensiteit van originele CI-deeltjes 217 emu/g is, terwijl 170 emu/g voor monster B1 met een vermindering van 21,7%. In termen van residueel magnetisme en coërcieve kracht, het monster B1 is een beetje hoger dan de oorspronkelijke CI deeltjes. Concluderend, hoewel de magnetische eigenschappen van CI-deeltjes bedekt met MWNTs iets verminderd zijn in vergelijking met de originele CI-deeltjes, is het nog steeds superieur aan de andere magnetische deeltjes, zoals hematiet, magnetiet en maghemiet. Daarom zijn de met MWNTs gecoate CI-deeltjes zeer geschikt voor de bereiding van MR-vloeistoffen.

Stabiliteitstests van MR-vloeistoffen

Het wordt algemeen erkend dat de stabiliteit van MR-vloeistoffen voornamelijk de redispergeerbaarheid en de sedimentatiestabiliteit omvat. De herdispergeerbaarheid verwijst naar het vermogen van een geagglomereerde MR-vloeistof om terug te keren naar zijn oorspronkelijke staat met uitstekende vloeibaarheid en homogeniteit, wat nauw samenhangt met de praktische toepassing van MR-vloeistoffen. Er is echter nog geen gestandaardiseerd evaluatiesysteem om dit te evalueren. Daarom werd de natuurlijke waarnemingsmethode gebruikt om de herdispergeerbaarheid van MR-vloeistoffen te testen. Nadat MR-vloeistoffen een bepaalde tijd hebben kunnen staan, worden de agglomeratie en de herdispergeerbaarheid van MR-vloeistoffen waargenomen door de MR-vloeistoffen zachtjes te schudden of te oscilleren. De waarnemingsresultaten zijn weergegeven in tabel 3. Uit tabel 3 blijkt dat de herdispergeerbaarheid van monster B1 het beste is.

Sedimentatiestabiliteit is een van de belangrijkste eigenschappen van MR-vloeistoffen die wordt geëvalueerd aan de hand van hun sedimentatieratio, berekend met de volgende vergelijking (Guo et al., 2017). De sedimentatieratio is gedefinieerd als:

De sedimentatiesnelheden van MR vloeistoffen monsters met geleidelijke toename van de doseringen van entstof, die worden genoemd als A1-A3, worden waargenomen, en de resultaten zijn zoals weergegeven in tabel 4. Het kan worden voorgesteld dat het sedimentatietarief met de verhoging van de dosissen van entstof vermindert, d.w.z., het sedimentatietarief van steekproef A1 is 4.74%, terwijl 2.80% voor steekproef A2 zelfs tot 1.84% voor steekproef A3 na 60 dagen vermindert. Het is duidelijk dat de testresultaten consistent zijn met de oppervlaktetopografietest wanneer de doseringen van entstof binnen een bepaald bereik liggen. Hoe beter het effect van de coating is, des te beter is de sedimentatiestabiliteit, aangezien de dichtheid van de samengestelde deeltjes aanzienlijk afneemt.

Daarnaast worden de sedimentatiesnelheden van MR-vloeistoffen met verschillende doseringen MWNTs, die worden aangeduid als B0-B3, waargenomen, zoals weergegeven in figuur 8. Monster B0 is bereid op basis van het originele CI deeltje, terwijl monsters B1, B2, en B3 bereid zijn op basis van de CI deeltjes bekleed met MWNTs met toenemende doseringen van MWNTs. Hieruit kan worden afgeleid dat de sedimentatiestabiliteit van MR vloeistoffen aanzienlijk is verbeterd door de aanpassing van MWNTs, de sedimentatiesnelheid van monster B0 is 22,47% na 60 dagen, wat de maximale waarde is vergeleken met andere monsters, wat aangeeft dat het gebruik van CI deeltjes gecoat met MWNTs effectief de sedimentatiesnelheid van MR vloeistoffen kan verminderen. Aan de andere kant, de sedimentatie snelheid van MR vloeistoffen neemt toe met de toename van de doseringen van MWNTs, dat wil zeggen, de sedimentatie snelheid van monster B1 is 7,18%, terwijl 9,79% voor monster B3, die aangeeft dat een overmaat aan MWNTs is ongunstig voor de verbetering van de sedimentatie stabiliteit van MR vloeistoffen oorzaak van de interactie tussen de deeltjes zal sterk worden beïnvloed als gevolg van de invoering van coating materialen. Daarom moet de dosering van MWNTs worden gecontroleerd in een rationeel bereik.

Conclusie

In dit artikel werden MR-vloeistoffen met CI-deeltjes gecoat met MWNTs ontwikkeld en het coatingeffect werd bestudeerd door middel van oppervlaktetopografie deeltjesdichtheid, en magnetische eigenschappen van samengestelde magnetische deeltjes en stabiliteitstests van de bereide MR-vloeistoffen. Ondertussen werd de invloed van de dosering van entstof en MWNTs op het coatingeffect geanalyseerd om het effect van met MWNTs gecoate CI-deeltjes op de verbetering van de sedimentatiestabiliteit te verifiëren. De conclusies luiden als volgt:

(1) De tests van de composietdeeltjes bestaande uit oppervlaktetopografie, deeltjesdichtheid en magnetische eigenschap geven aan dat de composietdeeltjes met de juiste doseringen entstof en MWNTs het coatingeffect sterk ten goede komen, wat bijdraagt aan de implementatie van composietdeeltjes met betere prestaties. Bovendien daalde de deeltjesdichtheid sterk terwijl de magnetische eigenschap slechts licht afnam, wat aantoonde dat het coatingmateriaal gunstig is voor de verbetering van de sedimentatiestabiliteit terwijl het ongunstig is voor het magnetisme. Daarom is het belangrijk om de voor- en nadelen veroorzaakt door de invoering van coatingmateriaal in evenwicht te brengen wanneer de composietdeeltjes worden bereid.

(2) De respersibiliteit en de sedimentatietests van de bereide MR-vloeistoffen tonen aan dat de stabiliteit sterk is verbeterd met de invoering van MWNTs als gevolg van de verlaging van het soortelijk gewicht. Ondertussen zijn de respersibility eigenschap en sedimentatiesnelheden van MR vloeistoffen nauw verwant aan het coating effect van de samengestelde deeltjes, die wordt beïnvloed door de doseringen van entstof en MWNTs.

Author Contributions

Y-QG stelde het idee van dit artikel voor. Onder leiding van Y-QG, C-LS, en Z-DX, bereidde MR vloeistoffen en eindigde de test van MR vloeistoffen. Y-QG, C-LS en Z-DX voltooiden samen het schrijven van het artikel. XJ hielp bij het proeflezen van de algemene presentatie en experimentele gegevens.

Funding

Deze studie wordt financieel ondersteund door National Science Foundation for Distinguished Young Scholars of China (51625803), Yangtze River Scholars Distinguished Professor van het Ministerie van Onderwijs in China, Distinguished Professor van de provincie Jiangsu (Key Funding). Tienduizend talenten programma (innovatie leidende talenten), en het programma voor Jiangsu Provincie 333 Talenten. Deze steun wordt dankbaar erkend.

Conflict of Interest Statement

De auteurs verklaren dat het onderzoek werd uitgevoerd in de afwezigheid van enige commerciële of financiële relaties die zouden kunnen worden opgevat als een potentieel belangenconflict.