液体磁性磨具的制备及物理性能研究.doc

液体磁性磨具的制备及物理性能研究液体磁性磨具是由基液、磁性粒子、磨料颗粒、表面活性剂、触变剂和防锈剂组成的新型光整加工材料，其瞬时、可逆、可控的特点使其具有广泛的应用前景。液体磁性磨具的稳定性、零场黏度、流变性、剪切屈服应力等性能对光整加工具有重要影响。为了配制出性能优越的液体磁性磨具，并对其主要物理特性进行深入研究，本文对液体磁性磨具的组分、制备工艺、物理性质的改善与表征、小孔光整加工设备的选型、加工工艺、加工参数的确认等几个方面进行了研究，从理论和实践上进行了一些有益的探索。论文采用理论分析，实验测试，数值计算的方法，系统地研究了液体磁性磨具的各项物理性质及小孔光整加工中的影响因素，主要内容如下：1）对液体磁性磨具的组分、制备方法进行了研究，探索了液体磁性磨具的性能要求和各组成成分的选择，研制了一种新配方的液体磁性磨具，确定了该液体磁性磨具的制备工艺。2）本文从理论上分析了液体磁性磨具稳定性主要影响因素和主要解决手段，通过实验探索与理论分析相结合，探讨了聚乙二醇和黄原胶对液体磁性磨具稳定性的影响，配制出适合小孔光整加工的液体磁性磨具。3）在低粘流体粘度计算模型的基础上推导了液体磁性磨具粘度的计算模型，确定了影响液体磁性磨具粘度的主要因素，分析了各种测试粘度的方法，选择了旋转法完成本液体磁性磨具粘度的测试，通过实验研究了各影响因素对液体磁性磨具粘度的作用。4）从微观角度出发分析了磁性粒子链状结构剪切变形时的受力情况，得到了剪切屈服应力的计算模型，确定了影响液体磁性磨具剪切屈服应力的主要因素。研究了测试剪切屈服应力的方法并设计了简易测试装置，给出了剪切屈服应力实验计算方法。通过实验研究了磁场强度和磁性粒子体积分数对液体磁性磨具剪切屈服应力的影响。5）通过比较现有装置，结合本液体磁性磨具性能特征，提出适合液体磁性磨具小孔光整加工的实验装置。通过实验分别研究了主要性能指标、加工因素和磨具因素等对小孔光整加工效果的影响。本文深入地研究了液体磁性磨具的制备工艺和磨具主要物理性质，分析了磨具因素和加工因素对液体磁性磨具小孔光整加工的效果和效率的影响，研究成果对小孔光整加工具有一定地指导和借鉴意义。