Разработка и исследование физико-химических характеристик термостабильных наполнителей для магнитоуправляемых демпфирующих материалов. Подпрограмма «Эффективные теплофизические процессы и технологии», ГПНИ «Энергетические системы, процессы и технологии» на 2016-2018 гг., задание 2.46.1 : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Д. А. Котиков

Abstract

Объекты исследования - порошки Fe3O4 и твердые растворы ZnxFe3–xO4, Mg0,2Zn0, 2Fe2,6O4, ZnxCrOy, суспензии материалов в минеральном масле. Цели работы - анализ методов синтеза и состава композиционных магнитных материалов для магнитоуправляемой демпфирующей жидкости; разработка магнитных наполнителей МРЖ различного состава; изучение термической стабильности образцов; определение влияния условий синтеза и состава материалов на их структуру и свойства. Методы исследования и измерения: СЭМ, рентгеновский микроанализ, РФА, ИК-спектроскопия, магнитометрия, БЭТ, измерение вязкости суспензий в магнитном поле. В результате проанализированы литературные данные по использованию наполнителей для магнитореологических жидкостей; разработаны методики синтеза нано- и микроразмерных магнитных оксидов металлов методами химического осаждения и распылительного пиролиза, изучены структура, морфология, магнитные характеристики и магнитореологическое поведение суспензий полученных материалов. Обоснованы условия и отработаны методики получения магнитных наполнителей на основе оксидов железа и хрома, существенно различающихся размером частиц, их формой, намагниченностью и коэрцитивной силой порошка; изучено магнитореологическое поведение суспензий полученных частиц в синтетическом масле и установлена корреляция между условиями их синтеза и функциональными свойствами. Наибольшее увеличение вязкости в магнитном поле (в ~13 раз) достигнуто для игольчатого магнетита, легированного цинком, что объясняется его анизометричной морфологией и высокой намагниченностью (112–102 А∙м2/кг). Доказано, что полученные материалы отличаются высокой термической стабильностью до температуры как минимум 400 °С. Выбраны материалы с оптимальными свойствами для использования в качестве магнитных наполнителей магнитореологических суспензий. Степень внедрения: изготовлена опытная партия наполнителей; разработан технологический регламент изготовления порошкового композитного материала на основе игольчатого магнетита, легированного цинком.