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第一章 绪论1

1.1磁性液体的发展、现状及未来趋势1

1.1.1定义及其结构1

1.1.2发展及现状2

1.1.3未来趋势5

1.2磁性液体的制备方法5

1.2.1铁酸盐系磁性液体的制备方法5

1.2.2金属系磁性液体的制备方法6

1.2.3氮化铁系磁性液体的制备方法7

1.3磁性液体的工作原理和应用范围10

1.3.1主要性能指标11

1.3.2典型应用12

1.3.3研究的瓶颈16

1.3.4展望17

主要参考文献17

第二章 等离子体合成新材料的基础理论20

2.1等离子体状态20

2.1.1等离子体20

2.1.2等离子体特性20

2.2低温等离子体24

2.3等离子体合成新材料的可行性25

2.3.1等离子体技术是合成新材料的有效方法25

2.3.2低气压非平衡等离子体的局限性25

2.3.3常压非平衡等离子体25

主要参考文献26

第三章 磁性液体的制备方法27

3.1化学共沉法制备铁酸盐系磁性液体27

3.1.1制备原理27

3.1.2活性磁粒子的制备28

3.1.3磁性液体的制备28

3.1.4磁性液体参数的测定29

3.1.5结果分析31

3.2气相-液相法制备氮化铁磁性液体32

3.2.1反应机理及工艺过程32

3.2.2检测结果34

3.2.3结果分析34

3.2.4创新性的改进36

3.3等离子体活化法制备氮化铁磁性液体37

3.3.1反应装置及工艺过程38

3.3.2磁性液体的检测与表征46

3.3.3结果分析49

3.3.4小结52

3.4热分解法制备氮化铁磁性液体52

3.4.1氮化铁磁液的制备装置和工艺53

3.4.2磁液的浓缩后处理55

3.4.3小结57

主要参考文献57

第四章 等离子体活化法制备纳米磁性液体专用特种电源和表面活性剂的研制59

4.1特种电源的研制59

4.1.1电路的基本结构59

4.1.2 IGBT逆变电路60

4.1.3 IGBT的控制电路61

4.1.4 IGBT的保护电路62

4.1.5电源频率范围的拓宽及功率的提高63

4.1.6特种电源样机65

4.2特种电源的改进66

4.2.1设计方案66

4.2.2电源设计的关键技术及解决方案68

4.3专用表面活性剂的研制69

4.3.1表面活性剂的适应特性69

4.3.2专用表面活性剂的反应原理及反应过程70

4.3.3混合型表面活性剂的研制72

4.4结论75

主要参考文献75

第五章 磁性液体的性能77

5.1工作原理及其性能77

5.1.1工作原理77

5.1.2特性和典型应用77

5.2磁性液体的典型性能78

5.2.1磁特性78

5.2.2悬浮特性（磁压力）81

5.2.3界面控制（表面特性）82

5.2.4黏度特性（表观黏度）83

5.2.5声学特性86

5.2.6光学特性86

5.2.7密封特性86

主要参考文献87

第六章 磁性液体的应用88

6.1磁性液体在密封技术中的应用89

6.1.1磁性液体在安全阀上的应用90

6.1.2磁性液体密封安全阀的研究背景90

6.1.3原有安全附件的缺陷91

6.1.4弹簧安全阀动作过程的受力分析92

6.1.5磁性液体的密封原理93

6.1.6磁性液体密封安全阀的设计原理93

6.1.7性能参数的测试结果95

6.1.8开启压力可控性测试及其理论分析97

6.1.9实验装置及现场应用检测99

6.1.10应用前景、风险分析及其转化措施101

6.1.11小结102

6.2磁性液体悬浮性能方面的应用103

6.2.1磁性液体表观密度测量仪的研制104

6.2.2磁性液体表观密度测量仪的应用研究107

6.2.3影响磁性液体表观密度的机理分析110

6.3磁性液体在其他方面的应用113

6.3.1润滑技术中的应用113

6.3.2治疗癌症中的应用113

6.3.3扬声器中的应用115

6.3.4变压器中的应用118

6.3.5传感器中的应用119

6.3.6印刷中的应用120

6.3.7分离技术121

6.3.8艺术雕塑122

主要参考文献130

第七章 基于磁场下特殊载体上磁性液体的行为研究132

7.1磁场形态及设计132

7.1.1设计所需磁场形态的建造方法132

7.1.2磁铁设计的一般原则133

7.1.3磁铁设计的主要步骤134

7.1.4磁路主要参数的选取与计算135

7.1.5磁路计算136

7.2实例：磁性液体静力分选方法中磁极形状的选择138

7.3基于磁场下特殊载体上磁性液体的行为研究143

7.3.1磁性液体交互装置研究现状及发展趋势143

7.3.2“螺旋塔”上磁性液体的行为研究148

7.3.3“实心球”上磁性液体的行为研究151

7.3.4“建筑铁塔”上磁性液体的行为研究155

7.3.5基于磁性液体的艺术字展示装置研制158

7.3.6展示过程及影响因素分析161

7.3.7小结164

附件1磁性液体演示磁场实验164

附件2磁性流体液滴界面之操控——从突出峰到迷宫170

主要参考文献175

第八章 磁性液体基本性能的实验研究177

8.1基本量的测量177

8.1.1长度的测量177

8.1.2密度的测量180

8.2普通液体表面张力系数的实验研究186

8.3磁性液体表面张力系数智能测试的实验研究191

8.3.1变化磁场条件下测试磁性液体的表面张力系数191

8.3.2零磁场条件下测试同种磁性液体的表面张力系数195

8.3.3小结196

8.4表观密度的实验研究196

8.4.1密度杯测量磁性液体的密度197

8.4.2液体比重天平测量磁性液体的密度197

8.4.3磁性液体表观密度仪测量磁性液体的密度200

8.4.4磁天平和电子天平测量磁性液体的密度202

8.4.5力敏传感器测量磁性液体的密度205

8.4.6基于LabVIEW的智能化磁性液体表观密度测试仪206

8.4.7智能测试磁性液体表观密度的实验研究210

8.5表观黏度的实验研究213

8.6密封泄放压的实验研究216

8.7磁性液体零泄漏密封保护器的实验研究218

8.7.1电磁密封装置及其密封实验218

8.7.2小结222

8.7.3基于ANSYS的磁性液体密封保护器的磁场分析223

8.8磁性液体界面不稳定性装置制作227

8.8.1制作理念227

8.8.2制作材料227

8.8.3制作及操作过程228

8.8.4展示实验现象232

8.9磁性液体界面不稳定性的实验研究233

8.9.1界面不稳定现象234

8.9.2界面不稳定现象的实验装置235

8.9.3实验结果与分析235

8.9.4界面不稳定性分析237

8.9.5小结238

8.10垂直均匀磁场下磁性液体液层和液滴分裂的实验研究238

8.10.1磁性液体液层的分裂238

8.10.2小尺寸磁性液体液滴的分裂242

8.11磁性液体纳米磁性颗粒磁场诱导链状结构的实验研究244

8.11.1透射电子显微镜样品的制备244

8.11.2实验结果与讨论245

8.11.3小结249

主要参考文献250

附录1实验室常用仪器的最大允许误差253

附录2主要磁学量及相关物理量的单位256