磁粒光整加工技术的应用与发展
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磁性荧光纳米材料的制备和应用随着现代科学技术的不断发展,纳米科技已经逐渐成为一个热门的研究领域。
磁性荧光纳米材料就是这一领域中备受关注的材料之一。
所谓磁性荧光纳米材料,就是具有磁性和荧光性质的纳米级材料。
这种材料不仅具有磁性和荧光双重性质,而且其在生物医学领域中的应用也备受瞩目。
下面,就让我们来一探这种材料的制备方法和应用领域吧。
一、制备方法1.合成磁性荧光纳米颗粒的方法主要有物理方法和化学方法两种。
物理方法包括热分解法、溶胶-凝胶法、顺磁共振等离子体法等。
这些方法的优点是制备的材料具有比较好的结晶度和稳定性,可以控制颗粒的大小和形状等参数。
化学方法包括高温热分解法、共沉淀法、胶体化学法等。
这些方法的优点是生产工艺简单,而且可以用于大规模生产。
但是,这些方法也有各自的缺点,比如颗粒的分散性不好,杂质含量高等问题。
2.来源:磁性荧光纳米颗粒的来源主要有两种,一种是通过化学方法制备的,另一种是天然存在的。
天然存在的磁性荧光纳米颗粒主要来自于磁性细菌、磁性藻类等生物体内。
3.表面修饰:磁性荧光纳米材料的表面改性是提高其应用效果的关键。
常用的表面修饰方法包括硅酸盐包覆、有机质修饰等。
二、应用领域1.生物医学磁性荧光纳米颗粒在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
首先,该材料可用于癌症的早期诊断和治疗。
磁性纳米颗粒可以被定向送入人体内,通过磁控平台进行操作,实现非侵入式细胞定位、诊断和治疗。
另外,这种材料也可用于传感器制造,检测人体内某些病原体的存在等。
2.环境治理磁性荧光纳米材料可以作为吸附剂和催化剂用于环境治理领域。
例如,将磁性荧光纳米材料与一些化学物质结合起来,可以用于有害物质的吸附和去除。
此外,还可以利用这些纳米材料来进行水处理和废气处理等。
3.物理学磁性荧光纳米材料还可以用于物理学实验和高科技领域的研究。
它可以用作量子纠缠和量子计算的探针,也可以用于特种材料的研究和开发等。
总之,磁性荧光纳米材料是一种极其神奇的材料,具有非常广泛的应用前景。
难加工合金材料复杂曲面磁性磨料光整加工技术马付建;陶德松;宫臣;康仁科;张生芳;沙智华【摘要】磁性磨料光整加工技术是一种非常重要的光整加工技术,与低频振动和超声振动相结合,可实现高精度、高质量和高效率的光整加工.介绍了磁性磨料光整加工、振动辅助磁性磨料光整加工及超声辅助磁性磨料光整加工技术的原理和特点及相关的国内外研究现状.根据难加工合金材料复杂曲面的特点,提出实现复杂曲面磁性磨料光整加工,需要就以下问题开展进一步研究和探索:通过提高加工间隙的磁通量密度及磁能与其他能量复合来提高光整加工效率;建立复杂曲面磁性磨粒光整加工过程控制函数;探讨在磁极工具的空间几何约束作用下复杂曲面磁性磨料光整加工工艺的规划方法等.【期刊名称】《河北科技大学学报》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】8页(P449-456)【关键词】特种加工工艺;难加工合金;复杂曲面;超声;光整加工;磁性磨料【作者】马付建;陶德松;宫臣;康仁科;张生芳;沙智华【作者单位】大连交通大学机械工程学院,辽宁大连 116028;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连 116028;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连 116028;大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连 116024;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连 116028;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连 116028【正文语种】中文【中图分类】TG663钛合金和高温合金等难加工合金材料具有强度高,耐高温和耐腐蚀,且具有良好的抗疲劳性和抗断裂韧性等优点[1],在航空、航天、船舶、能源及其他工业领域得到越来越广泛的应用[2-3]。
这些合金材料主要被用于制造汽轮机和飞机发动机的叶轮、涡轮分子泵转子及精密模具等,如图1所示。
在这些典型的零件中,均需要对复杂曲面进行光整加工,但由于这类零件所采用的钛合金和高温合金等合金材料的强度高、韧性强、黏性大,是典型的难加工材料,加之这类零件结构复杂,在加工中易产生刀具干涉,且对加工精度和加工效率要求高。
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。
磁选技术的现状与发展趋势磁选技术是指利用材料对磁场的响应来实现分离、浓缩、提纯等目的的一种技术。
目前已经广泛应用于环保、矿产资源、医药等领域,取得了良好的效果。
下面从三个方面介绍其现状与发展趋势。
一、现状1、国内外磁选技术领域高度竞争。
主要有美国、加拿大、中国等多个国家及地区开展磁选技术研究,并取得了一些关键技术突破。
2、磁选技术的应用领域广泛。
在环保领域,可用于处理有色和无色废水,实现水质净化和回收;在矿产资源领域,可用于铁矿石、钛矿石、煤炭等领域的分离提纯;在医药领域,可用于分离纯化生物分子等。
3、磁选技术的分离效果较好。
与传统分离技术相比,其分离效率更高,可提高产出率,且对分离对象不会造成伤害。
二、发展趋势1、分离效率和产出率的提高。
在磁选技术的研究和应用中,进一步提高分离效率和产出率,将成为磁选技术未来的一个重要发展方向。
2、磁选技术与其他分离技术的结合。
拥有不同作用机理的分离技术,可结合使用,进一步提高分离效率和产出率。
例如,可以将磁选技术与电渗析、渗透膜技术等结合应用,形成一套高效的分离体系。
3、磁选技术在医学领域的新应用。
随着医学领域的不断发展,磁选技术将会广泛应用于生物医学领域。
例如,可以利用磁选技术制备高度纯化的干细胞,并用于组织工程、再生医学等领域。
三、总结随着科技的不断进步和应用领域的扩展,磁选技术将会成为一种重要的分离技术。
预计未来几年,磁选技术将会不断改进和发展,并将在环保、矿产资源、医药等领域发挥重要作用。
磁力研磨特点及其关键技术引言随着CAD/CAM技术的快速发展,复杂形状零件的加工方法逐渐倍受国内外的关注,尤其在航空航天、船舶、汽车和国防等领域中,许多核心零件都具有复杂的曲面。
由于复杂曲面不能由初等解析曲面组成,因此复杂形状零件的复杂曲面的高效和高质量加工一直是国内外制造领域中的难题。
手工研磨抛光是最常用的光整加工方法,但该方法的劳动强度大,生产效率低,产品的质量没有保障。
另外,由于模具型腔形状复杂,很多研磨抛光方法都有一定局限性,难以广泛地推广使用。
现有的复杂曲面光整加工方法存在着诸多弊端,因此,需要一种更加适用于复杂曲面的光整加工方法。
磁力研磨加工是把磁场应用于传统的研磨技术中开发出的一种新的有效的光整加工方法之一。
这种加工方法由于其柔性和自适应性,适合于平面、球面、圆柱面和其它复杂形状零件的加工,利于实现光整加工的自动化。
因此,磁性研磨加工技术越来越得到重视。
1 磁研磨技术的研究现状磁力研磨加工技术,最早是由前苏联工程师Kargolow于1938年提出,泛指利用辅助磁场的作用,进行精密研磨的一种工艺方法。
之后,前苏联、保加利亚、日本等国家对其进行了深人的研究。
迄今为止,国外磁力研磨技术已成功地应用在多个方面.如不锈钢管和净气瓶的内壁研磨,研磨修整超硬磨料砂轮,研磨塑料透镜,细长轴类陶瓷加工,缝纫机零件等的去毛刺与抛光加工,提高刃口的使用性能等。
国内对于磁力研磨的研究工作是近二十年来才开始进行的,经过这些年的研究,取得了一些有价值的研究成果,例如上海交通大学进行了物流管道内表面磁力研磨的回转磁场的设计H1;太原理工大学研制了粘结法和热压烧结法制备磁性磨料的工艺,并深入研究了磁力研磨的磨削机理;西安工业学院进行了磁力研磨加工的数值仿真,以及磁屏蔽对内圆磁力研磨加工影响的研究。
山东理工大学自行研制了三坐标数字化加工控制磁力研磨机床。
由于国内起步比较晚,在理论和实验等方面还和国外有不小的差距,目前还主要处在实验研究的阶段,实际应用的不多,而且深度与国外相比还不够博。
磁力抛光工艺磁力抛光是一种利用磁力场和磨料共同作用对工件表面进行加工的表面处理技术。
该技术能够在短时间内将工件表面的缺陷、氧化物和颗粒物等杂质去除,从而实现表面平整化和提高表面质量的目的。
本文将介绍磁力抛光的工艺流程、影响因素以及应用领域等方面的相关知识。
磁力抛光工艺流程主要包括准备工作、抛光操作、清洗处理和涂层封装等过程。
具体步骤如下:1. 准备工作①确定抛光件材料和形状,制定技术要求;②选择磁颗粒和磨料,并按照一定的配比进行混合;③准备抛光设备,包括磁力抛光机、磁化装置和超声波清洗机等设备;④进行抛光试验,确定最佳的抛光参数。
2. 抛光操作①将抛光件与磁颗粒和磨料混合物放入磁力抛光机中,开启磁化装置,形成强磁场;②调整抛光机的转速、时间和磁场强度等操作参数;③对抛光件进行超声波浸泡或冷却处理;④根据需要,重复进行抛光操作,直至达到预设的工艺要求。
3. 清洗处理①将抛光件取出,使用超声波清洗机进行清洗处理;②根据需要,进行干燥和防锈处理。
4. 涂层封装①根据需要,对抛光件进行酸洗处理;②涂上保护性涂层,如防腐漆等;③经过干燥处理,即可完成整个磁力抛光加工过程。
二、磁力抛光影响因素1. 抛光机参数磁力抛光机的转速、时间和磁场强度等参数对磁力抛光的效果有很大影响。
转速过高可能会造成抛光件表面烧伤或失去耐磨性能;而时间过长则会使抛光件表面过于平滑,缺少必要的锐利度。
磁场强度也需要根据抛光件材料的特性来进行调整,太强或太弱都会影响抛光效果。
2. 磁颗粒和磨料的选用磁颗粒和磨料是决定磁力抛光质量的关键因素。
在选择时需要考虑抛光件的材料、形状和表面状态等因素,以及所要达到的抛光效果。
一般来说,磁颗粒应具有高磁导率和磁饱和度等特性,而磨料则应优先选择硬度适中、颗粒均匀的材质。
3. 超声波浸泡或冷却在抛光过程中,超声波浸泡或冷却处理可以有效地降低抛光件的温度和抛光剂的粘附度,从而提高抛光质量和加工效率。
使用超声波浸泡时,需要注意超声波的频率和功率是否适当,过高或过低都会影响抛光效果。
表面技术第53卷第6期小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展张博,李富柱,郭玉琴*,王匀,申坤伦,狄智成(江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212000)摘要:磁力研磨加工是提高小孔内表面质量的一种重要光整技术,利用该技术能高效提升小孔类零部件在极端环境下的使役性能。
针对小孔内表面的磁力研磨光整加工,按其发展历程对磁力研磨加工技术进行总结,归纳了磁性磨粒研磨、磁针磁力研磨、液体磁性磨具研磨、超声辅助磁力研磨和电解磁力复合研磨等加工方法的技术特点,并分析评述了其局限性。
对磁力研磨加工过程中材料去除机理进行了研究,材料主要以微量切削与挤压、塑性变形磨损、腐蚀磨损、电化学磨损等方式去除,材料种类不同,去除机理也不同。
其中,硬脆性材料主要以脆性断裂、塑性变形和粉末化的形式去除;塑性材料在经历滑擦阶段、耕犁阶段和材料去除阶段后主要以切屑的形式去除。
此外,还对磁力研磨加工过程中的材料去除模型进行了研究,对单颗磁性磨粒材料去除模型和“磁力刷”材料去除模型进行了分析讨论。
最后,对磁力研磨加工技术今后的研究发展给出了建议并进行了展望。
关键词:小孔内表面;磁力研磨加工;材料去除机理;材料去除模型中图分类号:TG356.28 文献标志码:A 文章编号:1001-3660(2024)06-0028-17DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.06.003Advances in Magnetic Abrasive Machining Techniquefor the Inner Surface of the Small HolesZHANG Bo, LI Fuzhu, GUO Yuqin*, WANG Yun, SHEN Kunlun, DI Zhicheng(School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212000, China)ABSTRACT: Inner surface finishing of the small holes has become an enormous technical problem in the field of advanced manufacturing. Magnetic abrasive machining (MAM) as an important finishing technique can improve the surface quality of the small holes due to its significant advantages of flexible contact, good adaptability, and no temperature compensation. In this work, the basic principle, material removal mechanism, and material removal model of MAM are summarized. MAM can be divided into traditional magnetic abrasive machining techniques and composite magnetic abrasive machining techniques according to the development process. Traditional magnetic abrasive machining techniques mainly include magnetic abrasive grinding (MAG) technique, magnetic needle abrasive grinding (MNAG) technique, and fluid magnetic abrasive (FMA) technique. Composite magnetic grinding techniques include ultrasonic-assisted magnetic grinding (UAMG) technique and electrolytic magnetic composite grinding (EMCG) technique. MAG is the most basic technique for finishing the inner surface of the small holes. It uses the interaction between the magnetic field and magnetic abrasive particles to achieve the finishing of the收稿日期:2023-03-24;修订日期:2023-08-30Received:2023-03-24;Revised:2023-08-30基金项目:装备预先研究领域基金(8092301201)Fund:Fund Project of Equipment Pre-research Field (8092301201)引文格式:张博, 李富柱, 郭玉琴, 等. 小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(6): 28-44.ZHANG Bo, LI Fuzhu, GUO Yuqin, et al. Advances in Magnetic Abrasive Machining Technique for the Inner Surface of the Small Holes[J]. Surface Technology, 2024, 53(6): 28-44.*通信作者(Corresponding author)第53卷第6期张博,等:小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展·29·workpiece surface. Due to the different positions of magnetic poles, MAG has two forms of external magnetic pole grinding (EMPG) and built-in magnetic pole grinding (BMPG). In the process of MAG, processing efficiency can be improved by increasing the grinding pressure. MNAG drives the magnetic needle to collide, scratch, and roll to remove the edges, burrs, and recast layers on the inner surface of the small holes. However, due to the effect of the magnetic needle shape, there will be a processing blind area. FMA is a novel type of precision finishing technique based on the theory of magnetic phase transition.Under the action of the magnetic field, the liquid abrasive composed of magnetic particles and abrasive particles changes from free-flowing Newtonian liquid to consolidated Bingham body. As the liquid abrasive contacts with the workpiece and generates relative motion, the finishing of the workpiece surface is realized. UAMG has high processing efficiency, but it has the limitation of being impossible to predict the motion trajectory and grinding path of abrasive particles. EMCG has the advantage of not being limited by the hardness of the material, low abrasive wear, high controllability, and high machining efficiency.However, it is only used for conductive materials. When MAM is used to finish the inner surface of the small holes, the material types are different, so the removal mechanism is also different. The removal mechanism of hard and brittle materials can be divided into brittle fracture removal, plastic deformation removal, and powdered removal. The removal mechanism of plastic materials can be divided into three stages: sliding friction stage, ploughing stage, and material removal stage. The material removal model in MAM can be divided into single magnetic abrasive material removal model and 'magnetic brush' material removal model. However, these models have certain limitations. A perfect material removal model should be further constructed and the mechanism of MAM should be further studied. Finally, suggestions and prospects for future research and development of MAM are given.KEY WORDS: inner surface of the small holes; magnetic abrasive machining; material removal mechanism; material removal model光整加工作为降低工件表面粗糙度、获得高形状精度和表面精度的重要手段,是加工制造领域的研究热点和前沿方向[1]。
磁光晶体材料的研究现状与发展趋势引言磁光晶体材料是一类具有磁光效应的材料,可以通过改变其磁场或光场的性质来实现对光信号的调控。
这种材料在光子学、信息存储、光通信等领域具有广泛的应用潜力。
本文将介绍磁光晶体材料的研究现状以及未来的发展趋势。
研究背景磁光晶体材料的研究起源于20世纪60年代,当时科学家发现一些材料在外加磁场下会发生光的旋转现象。
随着研究的深入,人们发现这种磁光效应与材料中的磁性有关。
由于磁光效应可以实现对光的调控,因此磁光晶体材料的研究逐渐引起了科学界的关注。
理论基础磁光晶体材料的磁光效应可以通过光学和磁学的理论相结合来解释。
其中,克尔效应是磁光效应的基本原理之一,它描述了磁场对光波的折射率产生的影响。
克尔效应是由磁光晶体材料的非线性光学性质和磁感应强度之间的相互作用引起的。
此外,磁光晶体材料还具有磁旋光效应、磁吸收效应等。
研究现状目前,磁光晶体材料的研究主要集中在以下几个方面:材料研究磁光晶体材料的性能主要取决于材料的组成和结构。
科学家们通过合成新的材料、改变材料的微观结构以及调控材料的晶格等手段来提高磁光效应。
常见的磁光晶体材料包括磁光铁氧体、磁光氧化物、磁光合金等。
实验方法研究人员利用光学测量技术、磁学测量技术等手段来研究磁光晶体材料的性质。
其中,薄膜技术是研究磁光晶体材料的重要手段之一。
通过在基底上沉积薄膜,可以得到具有特定结构和性质的材料,进而实现对光信号的调控。
应用研究磁光晶体材料在光子学、信息存储、光通信等领域具有广泛的应用潜力。
科学家们致力于将磁光晶体材料应用于新型光学器件的设计和制备,以实现高性能光学器件的实际应用。
发展趋势随着科学技术的不断进步,磁光晶体材料的研究还面临一些挑战和机遇。
材料设计未来的研究将集中在设计新型的磁光晶体材料,以提高磁光效应的强度和灵敏度。
材料的结构和组成将成为研发中的关键因素。
制备技术目前的磁光晶体材料制备过程复杂且成本较高,需要采用一些特殊的技术。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟磁力研磨的现状与加工特点随着CAD/CAM 技术的快速发展,复杂形状零件的加工方法逐渐倍受国内外的关注,尤其在航空航天、船舶、汽车和国防等领域中,许多核心零件都具有复杂的曲面。
由于复杂曲面不能由初等解析曲面组成,因此复杂形状零件的复杂曲面的高效和高质量加工一直是国内外制造领域中的难题。
现有的复杂曲面光整加工方法存在着诸多弊端,因此,需要一种更加适用于复杂曲面的光整加工方法。
磁力研磨加工是把磁场应用于传统的研磨技术中开发出的一种新的有效的光整加工方法之一。
这种加工方法由于其柔性和自适应性,适合于平面、球面、圆柱面和其它复杂形状零件的加工,利于实现光整加工的自动化。
因此,磁性研磨加工技术越来越得到重视。
1.研究现状磁力研磨加工技术,最早是由前苏联工程师Kargolow 于1938 年提出,泛指利用辅助磁场的作用,进行精密研磨的一种工艺方法。
之后,前苏联、保加利亚、日本等国家对其进行了深人的研究。
迄今为止,国外磁力研磨技术已成功地应用在多个方面.如不锈钢管和净气瓶的内壁研磨,研磨修整超硬磨料砂轮,研磨塑料透镜,细长轴类陶瓷加工,缝纫机零件等的去毛刺与抛光加工,提高刃口的使用性能等。
国内对于磁力研磨的研究工作是近二十年来才开始进行的,经过这些年的研究,取得了一些有价值的研究成果,例如上海交通大学进行了物流管道内表面磁力研磨的回转磁场的设计H1;太原理工大学研制了粘结法和热压烧结法制备磁性磨料的工艺,并深入研究了磁力研磨的磨削机理;西安工业学院进行了磁力研磨加工的数值仿真,以及磁屏蔽对内圆磁力研磨加工影响的研究。
山东理工大学自行研制了三坐标数字化加工控制磁力研磨机床。
由于国内起步比较晚,在理论和实验等方面还和国外有不小的差距,目前还主要处在实验研究的阶段,实际应用的不多,而且深度与国外相比还不够博。
因。