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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