Феромагнітна рідина та спосіб її одержання

Изобретение относится к способу получения ферромагнитной жидкости с улучшенными смазочными свойствами и может найти применение в приборостроении, судостроении, машиностроении, энергомашиностроении и в других областях народного хозяйства. Известен способ получения ферромагнитной жидкости путем осаждения магнетита раствором аммиака из водных растворов солей двух- и трехвалентного железа, при этом соль двухвалентного железа используют с 5 10% - ным избытком, с последующей промывкой осадка, которую осуществляют до pH 10 № - 12, и пептизацией при нагревании в растворе олеиновой кислоты в органическом растворителе [1]. Недостатком вышеуказанного способа является операция стабилизации магнетита олеиновой кислотой, которая делает ферромагнитную жидкость неустойчивой при контакте с жидкой средой, а также повышает температуру нагрева в зоне трения до 150 - 200°C. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ферромагнитная жидкость, полученная по способу, включающему смешение водных растворов солей двух- и трехвалентного железа, выбранных из группы сульфатов и хлоридов, с раствором аммиака, взятом с избытком, при этом при смешении водный раствор солей железа вводят в раствор аммиака с последующим отстаиванием и декантацией жидкой фазы, затем введении поверхностно-активного вещества и углеводорода и нагревание реакционной массы [2]. Недостатком прототипа является получение ферромагнитной жидкости со слабыми смазочными свойствами, обладающей повышенной вязкостью в магнитном поле, что не позволяет ее вводить в тонкие зазоры узлов трения и как следствие, ссужает область применения, а также ссужает потребительские ее свойства. Задачей изобретения является создание способа получения ферромагнитной жидкости, в котором путем изменения условий диспергирования улучшают условия образования ферромагнитной жидкости. Задачей изобретения также является получение ферромагнитной жидкости, которая благодаря введению дополнительных компонентов, обладает улучшенными смазочными свойствами при их более высокой стабильности, что обеспечивает повышение надежности узлов трения, а также позволяет расширить область применения. Поставленная задача решается тем, что ферромагнитная жидкость, содержащая высокодисперсный магнетит, стабилизатор и жидкость-носитель, согласно изобретению, дополнительно содержит компонент, инициирующий эффект избирательного переноса, а в качестве стабилизатора "Асидол-2", при следующем соотношении компонентов, мас.%: Высокодисперсный магнетит 40,0 - 50,0 Компонент, инициирующий эффект избирательного переноса 4,0 - 6,0 Стабилизатор "Асидол-2" 7,0 - 9,0 Жидкость-носитель Остальное Поставленная задача решается также тем, что согласно изобретению в качестве компонента, инициирующего эффект избирательного переноса, используют глицерин. Поставленная задача решается тем, что в способе получения ферромагнитной жидкости, включающем осаждение высокодисперсного магнетита из водных растворов солей двух- и трехвалентного железа, стабилизацию магнетита и диспергирование в жидкости-носителе, согласно изобретению, диспергирование в жидкости-носителе проводят с одновременным введением компонента, инициирующего эффект избирательного переноса. В ряде узлов машин и механизмов, например, в уплотнительных устройствах, магнитные жидкости выполняют одновременно две функции. Уплотнение и смазку рабочих поверхностей. В процессе перемещения уплотнительных элементов друг относительно друга в результате трения и износа контактирующих поверхностей качество уплотнения ухудшается, вплоть до потери уплотнительным устройством работоспособности. Исключить эту тенденцию или заметно ослабить возможно при применении магнитных жидкостей с улучшенными смазочными свойствами, обладающих эффектом избирательного переноса при трении. Предлагаемая ферромагнитная жидкость обладает способностью изотермической устойчивости (т.е. не повышает температуру в узлах трения выше 60 - 70°C), что позволяет при введении глицерина в момент диспергирования застабилизированного магнетита в жидкости-носителе, повысить стабильность эффекта избирательного переноса и улучшить смазочные свойства ферромагнитной жидкости. Повышение температуры в узлах трения выше 70°C ухудшает эффект избирательного переноса за счет поликонденсации глицерина. Для улучшения смазочных свойств ферромагнитной жидкости в предлагаемом изобретении стабилизатор "Асидол-2" берут на 10% меньше, по сравнению с прототипом. Повышенное же количество стабилизатора ведет к блокированию магнитных свойств магнетита и увеличению вязкости магнитной жидкости в магнитном поле, что приводит к снижению смачиваемости поверхностей узлов трения и тем самым ухудшает смазочные свойства магнитной жидкости. Способ заключается в следующем. Водные растворы солей двух- трехвалентного железа, группы сульфатов и хлоридов при молярном соотношении 1 : 2, вводят, не смешивая их, в 25% - ный раствор аммиака, взятого с избытком при перемешивании. Смесь подогревают до 45°C, добавляют при перемешивании стабилизатор, отстаивают на магните и максимально удаляют воду. Застабилизированный магнетит подогревают до 50°C и диспергируют в жидкости-носителе с одновременным введением компонента (например, глицерин) инициирующего эффект избирательного переноса в узлах трения. Полученную ферромагнитную жидкость центрифугируют в течение одного часа при факторе разделения 10000g. Примеры составов ферромагнитной жидкости. Пример 1 (минимум). Для получения 40г магнетита растворить 44г FeCl3 × 6H2O в 300мл дистиллированной воды, затем растворить 25г FeSO4 × H2O в 300мл воды. Растворы солей, не смешивая их предварительно, ввести одновременно в 200мл 25% - ного аммиака при постоянном перемешивании. Полученную смесь нагреть до 45°C и добавить 7мл стабилизатора - "Асидол-2". Перемешать. Нагреть до 50°C. Нагревание прекратить и отстоять 15 минут на магните, слить максимально воду, промыть дистиллированной водой и еще раз слить максимально воду. При перемешивании оставшуюся массу нагреть до 60°C и влить постепенно 4мл глицерина и 49мл трансформаторного масла. Нагреть до 70°C и диспергировать при этой температуре в течение одного часа. Охладить при перемешивании. Центрифугировать в течение одного часа при факторе разделения 10000g, что дает возможность отделить магнитную жидкость с более устойчивой коллоидной дисперсной фазой, т.е.: Высокодисперсный магнетит 40 Стабилизатор "Асидол-2" 7 Глицерин 4 Жидкость-носитель До 100 Полученная ферромагнитная жидкость имеет намагниченность 42кА/М и плотность - 1,08г/см3. Пример 2 (опт.). Все операции проводят как в примере 1, используя следующие количества веществ: Высокодисперсный магнетит 42 Стабилизатор "Асидол-2" 6 Глицерин 5 Жидкость-носитель До 100 Полученная ферромагнитная жидкость имеет намагниченность - 44кА/М, плотность - 1,10г/см3. Пример 3 (макс.). Все операции проводят как в примере 1, используя следующие количества веществ: Высокодисперсный магнетит 50 Стабилизатор "Асидол-2" 9 Глицерин 6 Жидкость-носитель До 100 Полученная ферромагнитная жидкость имеет намагниченность - 45кА/М, плотность - 1,12г/см3. Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить смазочные свойства ферромагнитной жидкости путем введения глицерина в момент диспергирования магнетита в жидкости-носителе за счет реализации возникающего эффекта избирательного переноса, благодаря чему повышается надежность узлов трения, и расширить область применения ферромагнитной жидкости.