JPS6043803A - 磁性流体 - Google Patents
磁性流体Info
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- JPS6043803A JPS6043803A JP58151384A JP15138483A JPS6043803A JP S6043803 A JPS6043803 A JP S6043803A JP 58151384 A JP58151384 A JP 58151384A JP 15138483 A JP15138483 A JP 15138483A JP S6043803 A JPS6043803 A JP S6043803A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/442—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被覆された強磁性微小粒子が分散した溶媒から
なる磁性流体に関する。
なる磁性流体に関する。
従来、磁性流体に於いて強磁性微小粒子としては金属酸
化物の一種であるフェライト粒子を用いている。磁性流
体に用いられる溶媒としては使用目的により粘度、耐熱
性、耐薬品性などの要求を、Ｉ−一すために水、炭化水
素油、エステル類、フルオＩ］カーホン等のいずれかを
用いる。強磁性粒子を溶媒に安定に分散さＵるために使
用される界面活性剤としては一般的にはオレイン酸、リ
ノール酸等の長鎖不飽和脂肪系界面活性剤が使用されＣ
いる。また水を溶媒とする場合、ドデシルベンげンスル
ホン酸等のアニオン活性剤又は溶媒と分１１（剤のパラ
メータを合致さＶるためにノニＡン活性剤であるＰＯＥ
ノニルフェノールエーテルが使用されている。
化物の一種であるフェライト粒子を用いている。磁性流
体に用いられる溶媒としては使用目的により粘度、耐熱
性、耐薬品性などの要求を、Ｉ−一すために水、炭化水
素油、エステル類、フルオＩ］カーホン等のいずれかを
用いる。強磁性粒子を溶媒に安定に分散さＵるために使
用される界面活性剤としては一般的にはオレイン酸、リ
ノール酸等の長鎖不飽和脂肪系界面活性剤が使用されＣ
いる。また水を溶媒とする場合、ドデシルベンげンスル
ホン酸等のアニオン活性剤又は溶媒と分１１（剤のパラ
メータを合致さＶるためにノニＡン活性剤であるＰＯＥ
ノニルフェノールエーテルが使用されている。
親水基と疎水基を有した界面活性剤が、本来、水と油の
如き関係にある強磁性粒子と溶媒間の仲立ちをするので
、強磁性粒子は溶媒中に安定に分散するのである。こう
して強磁性かつ液状の磁性流体が得られるのである。ま
た磁性流体中の強磁性粒子はそれ自体小さな磁石である
が外部磁場のない状態では各々の粒子が熱運動の影響に
Ｊ、り磁性方向が不均一になっている故、磁性流体仝休
としては特定の磁化方向が生じない。従って、磁１（）
流体の磁化曲線はヒステリシスの表われない一木の曲線
になる。
如き関係にある強磁性粒子と溶媒間の仲立ちをするので
、強磁性粒子は溶媒中に安定に分散するのである。こう
して強磁性かつ液状の磁性流体が得られるのである。ま
た磁性流体中の強磁性粒子はそれ自体小さな磁石である
が外部磁場のない状態では各々の粒子が熱運動の影響に
Ｊ、り磁性方向が不均一になっている故、磁性流体仝休
としては特定の磁化方向が生じない。従って、磁１（）
流体の磁化曲線はヒステリシスの表われない一木の曲線
になる。
上述した如きフェライト粒子の磁性流体を応用づ−るこ
とによって例えば磁性流体回転軸シール及び磁性流体比
重差選別が行なわれていること【よ知られＣいる。
とによって例えば磁性流体回転軸シール及び磁性流体比
重差選別が行なわれていること【よ知られＣいる。
回転軸シールに関してポールピース及び回転シ！シフト
からなる回転系に於いて近接したポールピースど回転シ
ャフト間の摺動部に磁性流体を満し目的とするシール箇
所に磁束を床中さぜリング状のＩＩ＆ｉを回転シャフト
上に形成さける。該磁性流体の膜によってΦ１１１方向
のシールが可能になる。磁性流体は媚？Ｄ性に富むので
１２７１Ｆ１１部の摩耗が極めて小さくシト７１−の高
速回転に耐え優れた熱伝導性をイ」づ”ることがらステ
命が長い。また気体やミスト等８ の漏洩若しくは侵入の効果的な防止ができ１０ｔ Ｏｌ
’ ｌ’の高真空に於いてもノンリーク、オイルフリー
で数万ｒ ｐ Ｉｌ＋の高速回転が可能である。
からなる回転系に於いて近接したポールピースど回転シ
ャフト間の摺動部に磁性流体を満し目的とするシール箇
所に磁束を床中さぜリング状のＩＩ＆ｉを回転シャフト
上に形成さける。該磁性流体の膜によってΦ１１１方向
のシールが可能になる。磁性流体は媚？Ｄ性に富むので
１２７１Ｆ１１部の摩耗が極めて小さくシト７１−の高
速回転に耐え優れた熱伝導性をイ」づ”ることがらステ
命が長い。また気体やミスト等８ の漏洩若しくは侵入の効果的な防止ができ１０ｔ Ｏｌ
’ ｌ’の高真空に於いてもノンリーク、オイルフリー
で数万ｒ ｐ Ｉｌ＋の高速回転が可能である。
次に、比重差速ｚすの原理について説明すると、電磁石
によって磁場勾配を与えると磁性流体の見掛り密度は次
式によって与えられる。
によって磁場勾配を与えると磁性流体の見掛り密度は次
式によって与えられる。
Ｓｄ ＝ Ｓｅ −＋−ｆｌ−ｇｒａｄ日・・・・・・
（１）４几λ Ｓｄ ：見掛は密度 Ｓｅ：磁性流体の真の密度 Ｍ″：磁性流体の磁化 ｇｒａｄ）ｌ ：磁場勾配 ２：重ノコの加速度 例えば、Ｓｅ ＝１．３９／ｃｍ’ 、Ｍ＝＝４００Ｃ
，３、ｕｒａｄＨ＝’１００ ０ｅ／ａｍとすればＳｄ
’＝４．５５２１０ｍ＋となり、磁性流体の中へこの鎮
まり−ｂ小さい密度の非磁性体を入れれば浮上し、大き
い密度のものは下に落下する。この磁場勾配を所定強さ
に設定して磁性流体の見掛は密度を設定して比重差選別
をなすことが出来るのである。かがる比重差選別がフェ
ライト粒子の磁性流体を用いＣ行なわれているのである
。
（１）４几λ Ｓｄ ：見掛は密度 Ｓｅ：磁性流体の真の密度 Ｍ″：磁性流体の磁化 ｇｒａｄ）ｌ ：磁場勾配 ２：重ノコの加速度 例えば、Ｓｅ ＝１．３９／ｃｍ’ 、Ｍ＝＝４００Ｃ
，３、ｕｒａｄＨ＝’１００ ０ｅ／ａｍとすればＳｄ
’＝４．５５２１０ｍ＋となり、磁性流体の中へこの鎮
まり−ｂ小さい密度の非磁性体を入れれば浮上し、大き
い密度のものは下に落下する。この磁場勾配を所定強さ
に設定して磁性流体の見掛は密度を設定して比重差選別
をなすことが出来るのである。かがる比重差選別がフェ
ライト粒子の磁性流体を用いＣ行なわれているのである
。
従来の磁性流体は強磁性体として金属酸化物の一種であ
る７１９４１〜粒子を用いてＪ３す、その飽和磁化は例
えばマグネタイトＦｅ：＋０４でＧｏ。
る７１９４１〜粒子を用いてＪ３す、その飽和磁化は例
えばマグネタイトＦｅ：＋０４でＧｏ。
Ｃ）ＧＰｉ！度である。従って磁性流体中の強磁性体の
体積比率は１０％程度が限界であるため従来の磁性流体
の飽和磁化は６００Ｇ程度が限界であった。
体積比率は１０％程度が限界であるため従来の磁性流体
の飽和磁化は６００Ｇ程度が限界であった。
一般的に軸シールに用いる磁性流体として必要な条件は
磁性流体が大きく粘度が低く、蒸気圧が小さいことであ
るが、フェライト粒子を用いた磁性流体の場合にはその
飽和磁化の値の低さ故、飽和磁化をより大きくしようと
すると粘度が高くなってしまう欠点があった。さらに比
重差選別に用いられているフェライト粒子の磁性流体の
場合にもその飽和磁化の値の低さ故、その兄ｔｆ）け密
度を変化さＵるのに大ぎな磁場勾配を必要とするために
大きなミノｊを使用するという欠点があった。
磁性流体が大きく粘度が低く、蒸気圧が小さいことであ
るが、フェライト粒子を用いた磁性流体の場合にはその
飽和磁化の値の低さ故、飽和磁化をより大きくしようと
すると粘度が高くなってしまう欠点があった。さらに比
重差選別に用いられているフェライト粒子の磁性流体の
場合にもその飽和磁化の値の低さ故、その兄ｔｆ）け密
度を変化さＵるのに大ぎな磁場勾配を必要とするために
大きなミノｊを使用するという欠点があった。
本発明の目的は飽和磁化の大きい強磁性金属を強磁性粒
子として用いることにより従来よりも飽和磁化の大きい
磁性流体を提供し、その応用として磁性流体回転軸シー
ル及び磁性流体比重差選別に供することである。
子として用いることにより従来よりも飽和磁化の大きい
磁性流体を提供し、その応用として磁性流体回転軸シー
ル及び磁性流体比重差選別に供することである。
本発明による磁性流体は鉄若しくはコバルト又はこれら
の合金からなる平均１００Ａ程度の強磁・１１粒子を界
面活性剤で被覆して溶媒に安定に分散させ−Ｃなること
を特徴としている。
の合金からなる平均１００Ａ程度の強磁・１１粒子を界
面活性剤で被覆して溶媒に安定に分散させ−Ｃなること
を特徴としている。
以下に本発明について図表を用いて説明する。
９１１図は磁性流体の一般的磁化曲線を示し全体として
ヒステリシスを示さない一本の曲線であることを示して
いる。また磁性流体の飽和磁化ＢＳの値は従来のマグネ
タイトＦｅ ３０４を磁性粒子として用いた場合には６
００Ｇ程度が限界−であるが、鉄Ｆ９を用いた場合では
約２２００Ｇ、＝−］バルトＣｏの場合は約１７００Ｇ
、３０ａ１％Ｇ Ｏ−Ｆｅの場合は約２４６Ｃ１程度の
値がｉＩ：Ｉられる。
ヒステリシスを示さない一本の曲線であることを示して
いる。また磁性流体の飽和磁化ＢＳの値は従来のマグネ
タイトＦｅ ３０４を磁性粒子として用いた場合には６
００Ｇ程度が限界−であるが、鉄Ｆ９を用いた場合では
約２２００Ｇ、＝−］バルトＣｏの場合は約１７００Ｇ
、３０ａ１％Ｇ Ｏ−Ｆｅの場合は約２４６Ｃ１程度の
値がｉＩ：Ｉられる。
第２図はＧｏ−Ｆｅ合金の飽和磁化を示し約３０ａｔ％
Ｃｏ−Ｆｅが最大の飽和磁化を有づることを示している
。
Ｃｏ−Ｆｅが最大の飽和磁化を有づることを示している
。
表は従来のマグネタイトＦｅ ３０４ 、 ）−ｅ 、
（１０、及びＦｅ −Ｃｏ合金の各々の磁性流体の飽
和磁化を示している。３ｏａｔ％Ｃ，Ｏ−Ｆ ｅだり−
ＣなくＦｅ若しくはｃｏの単体又は他のＣｏ及びｌ”
ｃの合金からなる磁性流体も従来のマグネタイトよりな
る磁性流体より追かに大きい例えば約１．２１８から約
４１８もの飽和磁化を右している。また表は体積比率が
６％及び８％の場合について示し−（いるが用途に応じ
て体積比率を１０％程度以下の範囲で適宜変えることが
できる。
（１０、及びＦｅ −Ｃｏ合金の各々の磁性流体の飽
和磁化を示している。３ｏａｔ％Ｃ，Ｏ−Ｆ ｅだり−
ＣなくＦｅ若しくはｃｏの単体又は他のＣｏ及びｌ”
ｃの合金からなる磁性流体も従来のマグネタイトよりな
る磁性流体より追かに大きい例えば約１．２１８から約
４１８もの飽和磁化を右している。また表は体積比率が
６％及び８％の場合について示し−（いるが用途に応じ
て体積比率を１０％程度以下の範囲で適宜変えることが
できる。
上述した如く、本発明による磁性流体は飽和磁化が大き
い故、従来の磁性流体と同程度の飽和磁化を持たせる場
合磁性粒子の体積比率を１／３程度以下に出来るので粘
度が低く出来るのである。
い故、従来の磁性流体と同程度の飽和磁化を持たせる場
合磁性粒子の体積比率を１／３程度以下に出来るので粘
度が低く出来るのである。
また従来の磁性粒子である例えばマグネタイトの如くキ
ュリ一温度が５７８℃と低いのに対し本発明°ににる磁
性流体の磁性粒子のキュリ一温度が７７０℃以上である
ため熱的に安定している故好ましい。また本発明ににる
磁性流体を用いた回転シールに於いても、従来のものよ
り磁場による拘束力が大きくなり低粘度化され高速回転
時の発熱による軸シールの劣化も少なくなる。
ュリ一温度が５７８℃と低いのに対し本発明°ににる磁
性流体の磁性粒子のキュリ一温度が７７０℃以上である
ため熱的に安定している故好ましい。また本発明ににる
磁性流体を用いた回転シールに於いても、従来のものよ
り磁場による拘束力が大きくなり低粘度化され高速回転
時の発熱による軸シールの劣化も少なくなる。
更に、本発明による磁性流体を比重差選別に用いた場合
、見掛（プ畜度の変化は磁性流体の磁化と１１録揚勾配
の積に比例するので同一見掛は密度変化を得る場合磁性
流体の飽和磁化が大きい程１１場勾配が小さくて済むこ
とに鑑み、例えば表の３０ａｔ％Ｃｏ ｒ ＯどＦｅ
３０ａの各々の磁性流体を比較すると同一の密度変化を
得るのに本発明の３０ａｔ％Ｃｏ−Ｆｅの場合の方が約
１／４の磁力勾配でよく、これは電力換算すれば１７１
６に相当し従来のものより経済的に有利になるのである
。
、見掛（プ畜度の変化は磁性流体の磁化と１１録揚勾配
の積に比例するので同一見掛は密度変化を得る場合磁性
流体の飽和磁化が大きい程１１場勾配が小さくて済むこ
とに鑑み、例えば表の３０ａｔ％Ｃｏ ｒ ＯどＦｅ
３０ａの各々の磁性流体を比較すると同一の密度変化を
得るのに本発明の３０ａｔ％Ｃｏ−Ｆｅの場合の方が約
１／４の磁力勾配でよく、これは電力換算すれば１７１
６に相当し従来のものより経済的に有利になるのである
。
第１図は磁性流体の磁化曲線を示づグラフ、第２図はＣ
ｏ−Ｆｅの合金の含有割合に対する飽和磁化の変化を示
リーグラフである。
ｏ−Ｆｅの合金の含有割合に対する飽和磁化の変化を示
リーグラフである。
Claims (1)
- 強磁性微小粒子を界面活性剤で被覆して溶媒に安定に分
散させた磁性流体であって、前記強磁性微小粒子は鉄若
しくはコバルトの単体又はこれらの合金からなることを
特徴とする磁性流体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151384A JPS6043803A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 磁性流体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58151384A JPS6043803A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 磁性流体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043803A true JPS6043803A (ja) | 1985-03-08 |
Family
ID=15517397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58151384A Pending JPS6043803A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 磁性流体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032321A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-09-04 | Haehndel Thomas | Magnetofluid mit hoher sättigungsmagnetisierung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3228881A (en) * | 1963-01-04 | 1966-01-11 | Chevron Res | Dispersions of discrete particles of ferromagnetic metals |
-
1983
- 1983-08-19 JP JP58151384A patent/JPS6043803A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3228881A (en) * | 1963-01-04 | 1966-01-11 | Chevron Res | Dispersions of discrete particles of ferromagnetic metals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997032321A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-09-04 | Haehndel Thomas | Magnetofluid mit hoher sättigungsmagnetisierung |
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