磁流变抛光技术及应用
浅谈磁流变液及其在机械工程中的应用
浅谈磁流变液及其在机械工程中的应用引言磁流变液（MRF）作为一种新型智能材料，在外加磁场下其流变特性可以发生急剧变化：在没有外加磁场环境下，其是流动性良好的牛顿流体，而一旦受到外加磁场的作用，流体的流变特性将发生极大的变化，其表观粘度可以在10ms内增加数个数量级，并且表现出与固体相类似的力学性质，而且这种粘度的变化是可拟的，在去掉磁场作用后，其又会变成流动性良好的牛顿流体。
由于其具有这种特点，因此，其在社会各个领域得到了广泛的应用，尤其是机械工程领域。
1 磁流变液的构成及其流变特性磁流变液主要由三个部分组成，即载液、软磁性颗粒以及稳定剂，其中载液是组成磁流变液的重要成分，具有低凝固点、低粘度、耐腐蚀性以及热稳定性的特点，磁流变液应用的载液具有很多种，比如煤油、硅油等；软磁颗粒作为一种晶体尺寸在0.01-10μm的球形颗粒，种类也有很多种，而羟基铁粉与纯铁粉则是应用最广泛的软磁颗粒；在磁流变液中，稳定剂具有重要的作用，其不仅具有润滑的作用，还能够保证磁流变液的稳定性以及具有一定的抗腐蚀性，同时，其还能够防止磁性颗粒的沉降与聚集。
2 磁流变液的工作模式2.1 阀式模式在阀式模式下，磁流变液通常会在在两个静止的板极之间被限制，在两个板极的垂直作用之下，磁流变液的流动性能会发生一定的变化，从而使磁流变液的流动活塞受到的阻力发生变化，进而达到通过控制外加磁场对阻力进行控制的目的。
大部分流体的减震阀、控制阀采用的都是这种工作模式，比如四川宜宾普什重机有限公司研制的在工程机械中使用的发动机磁流变悬置系统，该系统就是针对某工程机械用发动机，首先对磁流变悬装置系统的结构尺寸进行确定，然后完成磁路设计。
2.2 剪切模式在剪切模式下，上下两极板是相对运动的，外加磁场通过极板作用于两极板之间的磁流变液，使之在两极板之间产生剪切力，通过改变磁场可连续改变切应力一切应变率的特性。
运用这种工作模式的磁流变器件很多，诸如离合器、制动器、旋转式阻尼器等。
磁流变抛光技术发展
properties, and its properties can be altered with the change of external magnetic field and temperature.
Magnetorheological finishing is mainly used in the processing of optical elements. Compared with the traditional
analyzes and summarizes the key technologies. Finally, the future development of magnetorheological finishing is
prospected.
Keywords: magnetorheological fluid; ultraprecision machining; magnetorheological finishing
。引言 近年来，由于超精密产品在利基工业上的应用，其需
求大幅增加。先进的工业生产需要纳米级的表面粗糙度， 而传统的精加工方法无法生产所需的表面特性，因为它 们在加工过程中对应力控制是有限的，而且会在表面上 留下细微的裂纹和残余应力 [1]。磁流变液作为一种智能材 料，具有优良的特性:磁场作用时瞬间固化，其剪切力发 生数量级的变化;撤销磁场时瞬间成为流体。磁流变抛光 (MRF) 就是基于这种特性而发展起来的，它起初用于玻 璃的抛光，但在其他材料上的应用也有报道问。磁流变抛 光具有加工精度高、表面粗糙度小、表面损伤小、力可精 确控等优点，因而成为超精密抛光技术，具有广阔的应用 前景。
小、表面损伤小、力可精确控等优点。主要介绍了关于磁流变抛光的最新研究成果，对其中的关键技术作了分析和总结，最
磁流变抛光发展历程
[1] Y.tian and K.Kawata, “development of High-Efficiency fine finishing process using magneitc fluid”,Annals of the CIRP,Vol.33,217-220(1984) [2]
张峰. 磁流变抛光技术的研究[D].中国科学院长春光学 精密机械与物理研究所,博士学位论文,2000 彭小强. 确定性磁流变抛光的关键技术研究[D]. 国防科 技大学，博士学位论文,2004 康桂文，磁流变抛光硬脆材料去除特性及面形控制技 术研究[D]. 哈尔滨工业大学，博士论文，2005. 程灏波，冯敬之，王英伟.磁流变抛光超光滑光学表面 [J].哈尔滨工业大学学报，2005，37（4）：42-44 王伟.面接触式磁流变抛光方法的研究[D]. 西安工业大 学，硕士学位论文,2007 孙恒五. 液体磁性磨具光整加工技术研究[D].太原理工 大学，博士学位论文,2008
2.1.2磁场辅助精密抛光
磁场辅助精密抛光是八十年代初Kurobe等 人[4]提出来的，原理图如下:
柔性的橡胶垫将铜盘槽底部的磁性液体密 封，抛光液放在铜盘槽中橡胶垫的上方， 工件浸与抛光液中。在磁场作用下，磁性 液体受力并作用到橡胶垫抛光盘上，柔性 的橡胶垫抛光盘受力变形，其形状与工件 表面形状吻合来对工件进行抛光。抛光后 表面粗糙度由10μm（峰谷值）降到了几个 μm，1989年，Suzuki等人[5]用这种方法使表 面粗糙度从1500Å降低到了100Å，面形误差 从0.4μm降到了0.3μm。1993年， Suzuki等人 用这种方法对40mm直径的非球面玻璃抛光， 材料去除率达到了2-4 μm/h。
磁流变抛光发展历程
化学抛光
通过化学反应对工件表面 进行腐蚀和溶解，以达到 抛光效果。
电化学抛光
利用电化学原理，通过电 流作用对工件表面进行抛 光。
磁流变抛光技术的概念提
• 20世纪90年代，科学家们开始探索磁流变抛光技术，利用磁场控制抛光液的流变特性，实现对工件表面的高效抛光。
磁流变抛光技术的初步研究
初步研究主要集中在磁场控制、抛光液的制备和优化、以及磁流变抛光工艺等方面。
随着对磁流变现象的深入了解，科学家们逐 渐掌握了利用磁场控制流体行为的原理，为 磁流变抛光技术的诞生奠定了基础。
应用的扩展与深化
应用的领域扩展
磁流变抛光技术的应用领域不断 扩展，从光学玻璃、宝石等硬材 料抛光，逐渐拓展到金属、陶瓷、
塑料等材料的表面处理。
应用的深化
在应用过程中，磁流变抛光技术不 断被优化和改进，提高了加工精度、 效率和质量。
技术推广与应用
如何将磁流变抛光技术更 好地应用于实际生产中， 提高生产效率和产品质量。
技术的前沿与趋势
复合抛光技术
结合磁流变抛光与其他抛光技术，如化学机械抛光、超声波抛光等，以提高抛 光效果。
智能抛光系统
利用人工智能、机器学习等技术，实现抛光过程的自动控制和智能监测。
技术的前沿与趋势
• 高能束流抛光技术：利用激光、离子束等高能束流进行精 密抛光，实现超光滑表面加工。
期待建立磁流变抛光技术的标准 化体系，推动产业的规范化发展。
03
国际合作与交流
期待加强国际合作与交流，共同 推动磁流变抛光技术的进步与发 展。
05 结论
CHAPTER
磁流变抛光技术的贡献与影响
提高了抛光效率
降低表面粗糙度
磁流变抛光技术利用磁场控制抛光液的流 变特性，实现了高效、精准的抛光，提高 了加工效率。
磁流体抛光设备
磁流体抛光设备
磁流体抛光技术原理：
磁流体抛光技术是由前苏联传热传质研究所的Kordonski及作者
在20世纪90年代初将电磁学、流体力学和分析化学相结合而提出的一种新型的零件加工方法。
磁流体抛光技术是在一定磁场作用下，磁流变液中的磁性颗粒迅速凝聚，磁流变液粘度增大形成的一定硬度的“小磨头”代替传统抛光过程中的刚性抛光盘来加工零件表面的一种新技术。
原理如下图所示：
磁流变超精密磨床：美国QED公司的Q22系列磁流变抛光机床
国防科技大学研制的KDRMF-1000磁流变抛光设备，加直径为200mm，1;16的K9玻璃抛物面镜，其面形误差小于/100(rms)，粗糙度优于
0.5nm。
图。
基于磁流变抛光法的光学元件抛光专利技术综述
基于磁流变抛光法的光学元件抛光专利技术综述磁流变抛光是一种通过利用磁流变流体的特性来实现表面抛光的技术。
它可以用于光学元件的抛光，以改善其表面质量和光学性能。
本文将综述基于磁流变抛光法的光学元件抛光专利技术。
磁流变抛光技术利用磁流变流体的流变特性，通过调节磁场的强度和方向来控制流体的流动行为，从而实现对光学元件表面的抛光。
磁流变流体一般由磁流变材料和基础流体组成，当施加磁场时，磁流变材料会发生类似于液体变固体的相变，使流体具有较高的黏度和流变性能。
1.磁场控制技术：磁场是磁流变抛光的关键因素，磁场的强度和方向会直接影响磁流变流体的流动行为。
相关专利技术主要涉及磁场控制装置的设计和优化，如磁铁的布置、磁场的稳定性和均匀性等方面。
2.抛光材料选择和制备技术：抛光材料是磁流变抛光的另一个重要方面，它既需要具备较高的磁流变效应，又要具备适当的硬度和表面平整度，以保证对光学元件表面的均匀抛光。
相关专利技术探索了不同的抛光材料和制备方法，如磁流变材料的合成、涂覆和粒度控制等。
3.抛光工艺优化技术：磁流变抛光的工艺参数对抛光效果有着重要的影响，如磁场的强度和方向、抛光时间、抛光速度等。
相关专利技术通过设计合适的工艺参数和优化工艺流程，以提高抛光效率和表面质量。
4.表面检测和评估技术：对抛光后的光学元件进行表面检测和评估是确保抛光效果的关键步骤。
相关专利技术涵盖了不同的表面检测方法和设备，如光学显微镜、激光扫描等，以及表面质量评估的指标和标准。
基于磁流变抛光法的光学元件抛光专利技术主要集中在磁场控制技术、抛光材料选择和制备技术、抛光工艺优化技术以及表面检测和评估技术等方面。
这些专利技术的发展为提高光学元件的表面质量和光学性能提供了重要的技术手段。
★★★磁流变抛光技术
第7卷 第5期光学 精密工程Vol.7,No.5 1999年10月O PT I CS AND PR EC IS I ON EN G I N EER I N G O ctober,1999文章编号 10042924X(1999)0520001208磁流变抛光技术张 峰 余景池 张学军 王权陡(中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室 长春130022)摘 要 对磁介质辅助抛光技术20年来的发展作了简要的回顾,进而介绍了磁流变抛光技术的产生和发展背景、抛光机理及微观解释、数学模型,同时提出了这种抛光技术的关键所在,并对其发展未来进行了展望。
关键词 磁介质辅助抛光 磁流变抛光 磁流变抛光液 凸缎带 抛光区中图分类号 TQ171.684 文献标识码 A1 引 言 随着科学技术的进步,各个学科交叉发展,形成了许多新领域,产生了很多新技术。
对于光学加工技术,人们也不断地进行探索。
80年代初期,日本有人将磁场用于光学加工,形成了磁介质辅助抛光方法。
1984年,Y.T ain和K.Kaw ata[1]利用磁场辅助抛光对聚丙烯平片进行加工。
图1为这种加工方法的原理示意图。
他们将一些N、S极相间的长条形永久磁铁紧密相连排成一列形成非均匀磁场(磁通密度大约0.1T)。
将盛有非磁性抛光粉(碳化硅,直径4Λm,体积含量40%)和磁性液体(直径为10～15nm的四氧化三铁磁性微粒均匀地混合在二十烷基萘基液中)的均匀混合液的圆形容器放置在这个磁场中。
磁场梯度使抛光粉浮起来与浸在磁性液体中的工件相接触。
在加工过程中,工件与容器同时旋转来实现对材料的去除,其材料去除率为2Λm m in。
经过一小时的抛光工件表面粗糙度降低了10倍。
1987年,Y.Sati o等[2]人又在水基的磁性液体中对聚丙烯平片进行了抛光。
这种方法的缺点是抛光压力较小,不能对玻璃或其它较硬材料进行抛光,并且不能对工件面形进行较为有效的控制。
3国家自然科学基金资助项目(批准号69608006)收稿日期:1999-06-07修稿日期:1999-07-02F ig .1 Po lish ing of acrylic p lates w ith Si C abrasives in a m agnetic fluid compo sed of 15nm diam eterm agnetic particles .T he po le p ieces serve as the reference lapp ing surface fo r the w o rkp iece . 1989年,Suzuk i 等[3]人用柔性的橡胶垫和聚氨酯将铜盘槽内的磁性液体密封。
磁流变抛光技术及应用.
磁流变抛光技术的发展及应用摘要：阐述了磁流变抛光技术的原理，综述了磁流变抛光技术的国内外研究现状与研究进展，并详细介绍了磁流变液的性能评价标准，及依据这一标准选取磁流变液的各组分，配置出标准的光学用磁流变抛光液。
然后，介绍了磁流变抛光技术的研究方向。
最后对磁流变抛光技进行了前景展望。
关键词：磁流变抛光；磁流变液；光学加工The Development and Application of Magnetorheological Finishing (The Institute of Mechanical and Electrical Engineer, Xi'an Technological University,Xi’an710032,China)Abstract: This paper first introduces the principle of magnetorheological finishing, then its research status and progress at home and abroad are reviewed. A standard is also suggested for evaluation of fluid finishing of optical glass. The elements of MR fluid were chosen according to the standard and MR fluid was prepared for optical finishing. Finally, the prospect of the MFR technique is discussed.Key words:magnetorheological finishing; magnetorheological fluid;optical machining1引言：随着现代科学技术的发展，对应用于各种光学系统中的光学元件提出了越来越高的要求。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。