磁性颗粒含量对磁性液体润滑性能的影响

摘要

利用分子动力学模拟的方法研究磁性颗粒含量对磁性液体固液界面润滑性能的影响,建立体积分数为5%、9.6%和14.7%的Fe_(3)O_(4)的磁性液体模型,构建磁性液体固液界面润滑模型,并对润滑模型进行结构优化与退火处理,对优化后的模型进行模拟。模拟结果显示:随着磁性颗粒含量的增大,会使摩擦因数降低,从而提高磁性液体的润滑性能;其中磁性颗粒体积分数为14.7%的磁性液体润滑下的摩擦因数比体积分数为5%的磁性液体下降了约67%。运用均方位移、动能、范德华势能和温度变化的数据,从微观角度探究磁性颗粒含量的变化对磁性液体的润滑性能的影响,揭示磁性颗粒含量对磁性液体固液界面润滑的作用机制。研究表明:磁性颗粒含量的增加,会导致磁性液体中分子的扩散能力增强,使磁性液体中的一些分子附着在固体层的表面,形成减摩抗磨性强的渗透层或扩散层,从而提高磁性液体的润滑性能;另外磁性颗粒含量的增大,会使磁性液体中分子之间的范德华力减小,会改变磁性液体的黏度,使导热性能和传热性能增强,从而改善磁性液体固液体界面的润滑性能。