·326· 北京科技大学学报 2005年第3期 磁粉检验、表面处理 当磁粉的质量分数为44.44%时，H。值相对较高 混合、高速搅拌 研磨、分散 一些.(2)剩余磁化强度4随磁粉的质量分数增 溶剂+分散剂 加而逐步增加.作为磁鼓涂层材料，其矫顽力值 涂布一加入周化剂一过湾一搅拌、砂磨 加入粘合剂浆 在能保证磁鼓写磁完整的前提下要求尽可能高 图2磁浆制备工艺流程图 一些，以提高对外界磁场的抗干扰能力.另外，在 Fig.2 Flow chart of the preparation technique for magnetic slury 制备磁浆过程中的实验现象表明，当磁粉的质量 2.2充磁测试 分数高于49%时，磁浆在固化过程中，会出现裂 涂布于磁鼓圆周面的磁浆在半固化状态时， 纹，而且磁粉量越大，磁层开裂现象越严重，通 经过挤压以及表面和边缘修整使磁性涂层变得 过上述分析可以认为，当磁粉的质量分数在 均匀、平整并达到要求的厚度，完全固化后即可 42%46%时，制备的磁层材料在制备工艺及性 进行磁鼓充磁测试， 能方面是比较理想的， 使用的充磁装置是将1024PPR的高分辨光编 3.2分散剂对磁性层性能的影响 码器与待充磁磁鼓安装于同一轴上并由低速电 磁粉的分散技术包括使用分散剂、磁粉表面 机带动匀速旋转，高分辨光编码器输出的脉冲信 处理和粘结剂的改性三大类问.在磁浆中使用分 号经分频电路分频后可产生512PPR,256PPR, 散剂是最简单也最为常用的分散方法，本文使用 128PPR,64PPR,32PPR等系列脉冲.选择其一，通 的是偶联剂型分散剂， 过磁头驱动电路驱动特制的磁鼓写入磁头，产生 偶联剂是一类具有两性结构的物质，其分子 极性随磁鼓转动而交替变化的充磁磁场，将磁头 中的一部分基团可以与无机物固体亲水性表面 贴近磁鼓表面，调节磁头工作电流至最佳值，转 的化学基团反应形成牢固的化学键合：另一部分 动一周以上，即可完成磁鼓充磁.用自己制作的 基团则具有亲油特性，可与有机分子反应或产生 各向异性磁电阻(AMR)传感元件作为检测磁头 物理缠绕，从而把两种性质不同的材料牢固结合 并配置相应的放大整形电路，通过示波器和脉冲 起来，偶联剂的主要功能是在亲水性磁性颗粒和 计数器检测磁鼓充磁效果. 疏水性粘结剂树脂之间以化学键架起“桥梁”，使 二者成为一体.在磁粉表面形成一界面薄膜，使 3结果与讨论 磁粉表面由无机变为有机，从而使易于凝聚的磁 在本文中，粘合剂选用环氧树脂，磁粉选择 粉变得粒子间相互没有干涉，易被粘结剂润湿， y-FeO,稀释剂（溶剂）选用丙酮，固化剂选用 在磁浆中保持稳定的分散状态，目前工业上使用 T-31,增韧剂选用邻苯二甲酸二丁脂 的偶联剂主要有硅烷类、钛酸酯类、锆类、有机铬 3.1磁粉用量对磁性层性能的影响 合物四大类.笔者使用的偶联剂是硅烷，通过不 在实验过程中固定粘合剂、固化剂、稀释剂 同组分的配方，研究硅烷对材料磁性的影响，结 的量，来研究不同的磁粉用量对涂层性能的影 果如图4所示. 响.材料的组分环氧树脂为10kg,丙酮为7.5mol, 由以上结果可以看到，加入偶联剂一硅烷 T-31为2.5g,结果见图3. 后，轿顽力H.值平均约为54.11kAm,而未加入硅 由图3可以看到：(1)当磁粉的质量分数从 烷时，矫顽力H。值平均为51.72kA/m.这表明，加 35.9%开始逐步增加时，H变化并不是很敏感： 入硅烷后，娇顾力值有所上升，这与磁粉分散状 态良好是一致的.磁滞的物理机理，亦即矫顽力 40 60 56 三30 55 54 两 50 204 52 45 50 10L 481 36 40444852 56 0 1.53.04.56.07.59.010.5 磁粉的质量分数% 硅烷的质量分数% 图3剩余磁化强度和矫顽力随磁粉量的变化 图4矫顽力随偶联剂量的变化 Fig.3 Relations of remnant magnetization and coercive force with Fig.4 Change of coereive force with the mass fraction of coupling the mass fraction of magnetie powder. agent北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 溶剂 分散剂 加入粘合剂浆 圈 磁 桨制备工艺流程 图 啥 代 ， 二即 肠 叮 充磁 测 试 涂布 于磁 鼓 圆周 面 的磁 浆在 半 固化状 态 时 ， 经 过 挤 压 以及 表 面 和 边 缘 修 整 使磁 性 涂 层 变得 均匀 、 平整 并达 到要 求 的厚度 完全 固化 后 即可 进行磁 鼓 充磁 测 试 使用 的充磁装 置 是将 的高分辨光编 码 器 与待 充 磁 磁 鼓 安装 于 同一 轴 上 并 由低 速 电 机带动匀速 旋转 ， 高分辨 光编码器输 出的脉冲信 号 经 分 频 电路 分 频 后 可 产 生 ， ， ， ， 等 系列 脉冲 选 择其 一 ， 通 过磁 头驱动 电路驱 动特 制 的磁 鼓 写入 磁 头 ， 产生 极性 随磁 鼓转动 而 交替变化 的充磁 磁场 将磁 头 贴近 磁鼓表 面 ， 调 节 磁 头工 作 电流 至 最 佳 值 ， 转 动 一 周 以上 ， 即可 完成 磁 鼓 充磁 用 自己 制作 的 各 向异 性磁 电阻 传 感 元件 作 为检测 磁 头 并配 置相 应 的放 大整 形 电路 ， 通 过 示波器和 脉 冲 计 数器 检测 磁 鼓 充磁 效 果 结 果 与讨 论 在 本文 中 ， 粘 合 剂选 用 环 氧 树 脂 ， 磁 粉 选 择 卜 ，， 稀 释 剂 溶 剂 选用 丙 酮 ， 固化 剂选 用 ，增韧 剂 选 用 邻 苯 二 甲酸二 丁 脂 磁 粉用 对 磁 性 层性 能的影 响 在 实验 过 程 中 固定粘 合 剂 、 固化 剂 、 稀释 剂 的量 ， 来 研 究 不 同 的磁 粉 用 量 对 涂 层 性 能 的影 响 材 料 的组 分环氧树脂 为 ， 丙酮 为 ， 不 为 ， 结 果 见 图 由图 可 以看 到 当磁 粉 的质 量 分 数 从 开 始 逐 步 增 加 时 ， 从 变 化 并不 是 很 敏感 当磁 粉 的质 量 分 数 为 时 ， 值 相 对 较 高 一 些 剩 余磁 化 强度 从 随磁 粉 的质 量 分数增 加 而 逐 步增加 作为磁 鼓涂 层 材 料 ， 其矫顽 力值 在 能保 证 磁 鼓 写 磁 完整 的前 提 下 要 求 尽 可 能 高 一些 ， 以提 高对 外界磁场 的抗干扰 能力 另外 ， 在 制备磁 浆过程 中的实验现 象表 明 ， 当磁粉 的质量 分 数 高于 时 ， 磁 浆 在 固化 过程 中 ， 会 出现 裂 纹 ， 而 且磁 粉 量 越大 ， 磁 层 开裂 现 象越 严 重 通 过 上 述 分 析 可 以 认 为 ， 当 磁 粉 的 质 量 分 数 在 时 ， 制备 的磁 层 材料在 制备 工 艺及 性 能方 面 是 比较 理 想 的 分 散 剂 对磁 性 层 性 能 的影 响 磁 粉 的分 散技术包 括 使用 分 散剂 、 磁 粉表 面 处 理和 粘 结剂 的改性 三 大类 阁 在磁 浆 中使用 分 散剂是最 简 单 也 最 为常用 的分散方法 本文使 用 的是 偶联 剂 型分 散剂 偶 联 剂是 一类 具 有两性 结构 的物质 ， 其分 子 中 的一 部 分 基 团可 以与 无 机 物 固体 亲 水 性表 面 的化 学基 团反应 形成 牢 固 的化学键 合 另一部分 基 团则 具有亲油特性 ， 可 与有机 分 子 反应 或产 生 物理 缠绕 ， 从 而把两种性质 不 同的材 料牢 固结合 起 来 偶联 剂 的主 要 功 能是在亲水 性磁 性颗 粒和 疏水 性粘 结剂树脂 之 间 以化学键 架起 “ 桥梁 ” ， 使 二 者 成 为 一 体 在磁 粉 表 面 形 成 一 界面 薄膜 ， 使 磁粉表 面 由无机变 为有机 ， 从 而使 易 于凝 聚 的磁 粉变 得粒 子 间相 互 没有干 涉 ， 易被粘 结剂 润湿 ， 在磁 浆 中保 持稳 定 的分散状态 目前 工 业 上使用 的偶联剂 主要 有硅烷类 、 钦酸酷类 、 错类 、 有机铬 合物 四大类 笔 者 使用 的偶联剂 是硅 烷 ， 通 过 不 同组 分 的配 方 ， 研 究硅烷 对 材料 磁 性 的影 响 ， 结 果 如 图 所 示 由 以上 结 果 可 以看 到 ， 加 入 偶 联 剂 一 硅 烷 后 ， 矫顽 力 值平 均约 为 ， 而 未加入 硅 烷 时 ， 矫顽 力 值 平 均 为 叼 这 表 明 ， 加 入硅烷 后 ， 矫顽 力值有 所 上升 这 与磁 粉 分 散状 态 良好 是 一致 的 ‘ ， 磁 滞 的物理机理 ， 亦 即矫顽 力 一 一尸产洲 －一 一、、呢曰尸︸﹄ 山，︸ ‘ ︵ ︸日 · ︵ ︾只膺编二减 日 · 裳支︾只膺喊 峥尸心月 八八、魂﹃ 零万少 一 一 磁粉 的质量分数瓜 圈 到 余磁 化强度和 矫顽 力随磁粉一 的变化 啥 肠如二 民 … 位 廿。… 代加 初 七 场 血 即川 硅 烷 的质量 分数麟 图 矫顽 力随偶联剂 的变化 此尺扮 溉 ，妞 ” 如 邵 ︵日 · ︶支、落 ‘ 侧翠越姗碾瞪