磁性軟材料
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-02-11
磁性軟材料的實(shí)例教程
在傳統(tǒng)分類中，軟機(jī)器人以機(jī)械柔順性為主要區(qū)別因素，與由剛性材料制成的傳統(tǒng)機(jī)器人不同。功能性軟材料的最新進(jìn)展促進(jìn)了新型軟機(jī)器人的出現(xiàn)，
該機(jī)器人能夠響應(yīng)外部刺激（如熱、光、溶劑或電場或磁場）進(jìn)行無系繩驅(qū)動(dòng)。
在各類刺激響應(yīng)材料中，磁性軟材料在設(shè)計(jì)和制造方面取得了顯著進(jìn)展，導(dǎo)致磁性軟機(jī)器人的發(fā)展具有獨(dú)特的優(yōu)勢和許多重要應(yīng)用的潛力。然而，磁性軟機(jī)器人領(lǐng)域仍處于起步階段，需要在設(shè)計(jì)原理、制造方法、控制機(jī)制和傳感方式等方面進(jìn)一步改進(jìn)。未來成功開發(fā)磁性軟機(jī)器人需要全面了解磁驅(qū)動(dòng)的基本原理，以及磁性軟材料的物理特性和行為。在這篇綜述中，
科研人員討論了磁性軟材料和機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制造、建模和仿真以及驅(qū)動(dòng)和控制方面的最新進(jìn)展。然后，他們給出了一套設(shè)計(jì)指南，用于優(yōu)化軟磁材料的驅(qū)動(dòng)性能。
最后，總結(jié)了磁性軟機(jī)器人的潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，并提供了他們對(duì)下一代磁性軟機(jī)器人的看法。
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1. 軟磁性材料的分類和組成。
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2 磁性材料的分類及不同尺寸和形狀的磁性粒子的特性。
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3. 傳統(tǒng)磁性軟材料及其對(duì)外加磁場的響應(yīng)。
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4 軟磁軟材料的不同驅(qū)動(dòng)模式。
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5. 硬磁軟材料的扭矩和力驅(qū)動(dòng)彎曲驅(qū)動(dòng)。
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6. 基于熱響應(yīng)聚合物基質(zhì)的超順磁軟材料的磁熱驅(qū)動(dòng)。
相關(guān)論文以題為
Magnetic Soft Materials and Robots
發(fā)表在《
Chemical Reviews
》上。
展開 由浙江省電機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)指導(dǎo)、寧波市磁性材料商會(huì)主辦、浙江省電氣行業(yè)協(xié)會(huì)協(xié)辦的“2026寧波國際電機(jī)與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會(huì)”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會(huì)議展覽中心1號(hào)館(寧波市鄞州區(qū)會(huì)展路181號(hào))舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術(shù)博覽會(huì)”。
本次博覽會(huì)將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設(shè)備、電機(jī)、磁性材料、工業(yè)部件/基礎(chǔ)件、軸承、壓鑄與鑄造及相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品和設(shè)備。寧波市磁性材料商會(huì)誠邀各位蒞臨參觀。
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展開 【總結(jié)】
軟機(jī)器人
通常可以承受鈍性損壞（如沖擊、彎曲和壓縮），但是，由于其固有的柔軟性，它們極易受到破壞性
/撕裂性機(jī)械損壞（穿刺和切割）的影響。結(jié)構(gòu)損壞會(huì)降低性能甚至禁用機(jī)器人功能。為了開發(fā)用于軟機(jī)器人設(shè)計(jì)的高性能自修復(fù)和可拉伸聚合物，
團(tuán)隊(duì)
提出了一種簡便的超分子磁性聚合物 SHSME 合成方法，該方法具有動(dòng)態(tài)線性主鏈和交聯(lián)劑的組合。源自單體 ALA 的小分子結(jié)構(gòu)和多個(gè)可逆鍵在聚合物網(wǎng)絡(luò)中提供了高密度的動(dòng)態(tài)鍵，從而產(chǎn)生了快速的自主自愈。SHSME材料可以在 5 秒內(nèi)從破壞性的切穿損傷中自我修復(fù)后維持 300% 的拉
伸，這使其特別適合需要從不可預(yù)測的損傷中即時(shí)恢復(fù)功能的軟機(jī)器人應(yīng)用。
團(tuán)隊(duì)展示了具有多模態(tài)運(yùn)動(dòng)和兩棲自愈能力的基于
SHSME 的水蜘蛛軟機(jī)器人。更重要的是，開發(fā)了一種基于 SHSME 的閉環(huán)自由模塊化組件，可以快速輕松地制作具有多種機(jī)器人功能的復(fù)雜 3D 結(jié)構(gòu)軟機(jī)器人。
最后，為了解決有限空間機(jī)器人任務(wù)的挑戰(zhàn)性問題，提出了一種基于 SHSME 的肢解-導(dǎo)航-組裝策略，以實(shí)現(xiàn)封閉空間內(nèi)軟機(jī)器人的導(dǎo)航和集成。
分層動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的概念可以激發(fā)快速自修復(fù)超分子聚合物的設(shè)計(jì)，其優(yōu)越的自修復(fù)性能可以從軟機(jī)器人擴(kuò)展到其他應(yīng)用領(lǐng)域
，如軟電子和生物工程。
參考文獻(xiàn)
：
doi.org/10.1002/adfm.202101825
版權(quán)聲明
：「
高分子材料科學(xué)
」旨在分享學(xué)習(xí)交流高分子聚合物材料學(xué)等領(lǐng)域的研究進(jìn)展。上述僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。商業(yè)轉(zhuǎn)載，投稿，薦稿或合作請(qǐng)后臺(tái)聯(lián)系編輯。感謝各位關(guān)注！
展開 二，納米四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）的應(yīng)用
當(dāng)粒子的尺寸降至納米量級(jí)時(shí), 由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等的影響, 使其具有不同于常規(guī)體相材料的特殊的磁性質(zhì)。這也使其在工業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著特殊的應(yīng)用。
1.生物醫(yī)藥
磁性高分子微球(也稱免疫磁性微球) 是一種由磁性納米顆粒和高分子骨架材料制備而成的生物醫(yī)用材料, 其中的高分子材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚乙烯、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明膠、白蛋白、乙基纖維素等, 骨架材料主要是具有磁性的無機(jī)材料。而四氧化三鐵因具有物料性質(zhì)穩(wěn)定、與生物相容性較好、強(qiáng)度較高, 且無毒副作用等特點(diǎn), 而被廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)藥的多個(gè)領(lǐng)域, 如磁共振成像、磁分離、靶向藥物載體、腫瘤熱療技術(shù)、細(xì)胞標(biāo)記和分離 以及作為增強(qiáng)顯影劑、造影劑的研究、視網(wǎng)膜脫離的修復(fù)手術(shù)等。
2.磁性液體(VK-EF01W,VK-EF02W液體)
磁性液體是一種新型功能材料, 它是將眾多的納米級(jí)的鐵磁性或亞鐵磁性微粒高度彌散于液態(tài)載液中而構(gòu)成的一種高穩(wěn)定的膠體溶液, 微粒與載液通過表面活性劑混成的這種磁性液體即使在重力場、電場、磁場作用下也能長期穩(wěn)定地存在, 不產(chǎn)生沉淀與分離。目前, 磁性流體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于選礦技術(shù)、精密研磨、磁性液體阻尼裝置、磁性液體密封、磁性液體軸承、磁性液體印刷、磁性液體潤滑、磁性液體燃料、磁性液體染料、磁性液體速度傳感器和加速度傳感器、磁性液體變頻器、磁性液體陀螺儀、水下低頻聲波發(fā)生器、用于移位寄存器顯示等。
3.催化劑載體
四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）顆粒在很多工業(yè)反應(yīng)中被用作催化劑, 如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高溫水氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)和天然氣的去硫反應(yīng)等。
展開 居里溫度
（Curie temperature，Tc）又作居里點(diǎn)（Curie point）或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)。是指磁性材料中自發(fā)磁化強(qiáng)度降到零時(shí)的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點(diǎn)。低于居里點(diǎn)溫度時(shí)該物質(zhì)成為鐵磁體，此時(shí)和材料有關(guān)的磁場很難改變。當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)時(shí)，該物質(zhì)成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。
更通俗講，鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降，達(dá)到某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫?em>磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
居里溫度是由居里夫人的丈夫皮埃爾?居里發(fā)現(xiàn)的。
居里溫度代表著磁性材料的理論工作溫度極限，居里溫度的大小由物質(zhì)的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)決定，例如鐵的居里溫度約770℃，鈷的居里溫度約1131℃。
工作溫度與居里溫度的關(guān)系：居里溫度越高，材料的工作溫度也相對(duì)越高，并且溫度穩(wěn)定性更好。
磁體的最高使用溫度取決于其本身的磁性能和工作點(diǎn)的選取。對(duì)同一磁鐵而言，工作磁路越閉合，磁體的最高使用溫度就越高，磁鐵的性能就越穩(wěn)定。所以磁鐵的最高使用溫度并不是一個(gè)確定的值，而是隨著磁路的閉合程度而變化。
以上是對(duì)居里溫度概念的介紹，生活中利用居里溫度原理的地方也不少，其中家用電飯煲就是利用居里溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳檔的。
展開 
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磁性軟材料的最新內(nèi)容
寧波市磁性材料商會(huì)成立于2013年，現(xiàn)有會(huì)員單位200余家，覆蓋稀土原料到終端應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈。會(huì)長單位實(shí)行輪值制，由寧波科寧達(dá)工業(yè)有限公司、寧波復(fù)能稀土新材料股份有限公司輪流當(dāng)值。
商會(huì)自成立以來，在上級(jí)主管部門和監(jiān)管部門的指導(dǎo)下，積極引導(dǎo)企業(yè)聚焦行業(yè)發(fā)展、開創(chuàng)科技創(chuàng)新、開拓奮進(jìn)的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，圍繞“服務(wù)企業(yè)、服務(wù)行業(yè)、服務(wù)政府、服務(wù)社會(huì)”的四服宗旨，充分發(fā)揮商會(huì)的參謀助手、橋梁紐帶、組織協(xié)調(diào)作等作用
由浙江省電機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)指導(dǎo)、寧波市磁性材料商會(huì)主辦、浙江省電氣行業(yè)協(xié)會(huì)協(xié)辦的“2026寧波國際電機(jī)與磁性材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用展覽會(huì)”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會(huì)議展覽中心1號(hào)館(寧波市鄞州區(qū)會(huì)展路181號(hào))舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術(shù)博覽會(huì)”。
本次博覽會(huì)將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設(shè)備、電機(jī)、磁性材料、工業(yè)部件/
本篇文章介紹了考慮電感器部分飽和磁性材料的仿真工作流程，該材料用于開關(guān)模式電源（升壓轉(zhuǎn)換器）。此工作流程包括印刷電路板 （PCB） 和功率電感器的 3D 模型。
背景
開關(guān)模式電源（如 DC-DC 轉(zhuǎn)換器）的 3D EM 和電路協(xié)同仿真涉及 3D 模型和電路模型。3D 模型使用CST 微波工作室（CST MWS） 和組件（通常采用 SPICE 格式）與電路原理圖 CST Design
和硬磁（即永久磁石，含天然與人造）材料有很大的區(qū)別，所謂的軟磁性材料是其具備低磁性且具有高導(dǎo)磁率的材料。盡管這些材料暴露在外加強(qiáng)磁場時(shí)會(huì)變得具有強(qiáng)的磁化，但在該外加磁場去除之后能夠恢復(fù)沒有磁性（消除磁力）導(dǎo)致它們是特別有價(jià)值，因?yàn)殡姶殴采男?yīng)，我們控制電流發(fā)生磁場，便可達(dá)到關(guān)閉與開啟磁場，這在電子電路版上有非常多的應(yīng)用場景。
和硬磁（即永久磁石，含天然與人造）材料有很大的區(qū)別，所謂的軟磁性材料是其具備低磁性且具有高導(dǎo)磁率的材料。盡管這些材料暴露在外加強(qiáng)磁場時(shí)會(huì)變得具有強(qiáng)的磁化，但在該外加磁場去除之后能夠恢復(fù)沒有磁性（消除磁力）導(dǎo)致它們是特別有價(jià)值，因?yàn)殡姶殴采男?yīng)，我們控制電流發(fā)生磁場，便可達(dá)到關(guān)閉與開啟磁場，這在電子電路版上有非常多的應(yīng)用場景。
居里溫度
（Curie temperature，Tc）又作居里點(diǎn)（Curie point）或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)。是指磁性材料中自發(fā)磁化強(qiáng)度降到零時(shí)的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點(diǎn)。低于居里點(diǎn)溫度時(shí)該物質(zhì)成為鐵磁體，此時(shí)和材料有關(guān)的磁場很難改變。當(dāng)溫度高于居里點(diǎn)時(shí)，該物質(zhì)成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。
更通俗講，鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降
在 COMSOL Multiphysics 中可以使用 AC/DC 模塊中的非線性磁性材料數(shù)據(jù)庫中的非線性磁飽和曲線進(jìn)行頻域仿真。您也可以使用有效非線性磁曲線計(jì)算器仿真 App 將關(guān)聯(lián)的 B-H 或 H-B 曲線（以前僅支持穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)研究）轉(zhuǎn)換為有效的 B-H 或 H-B 曲線。這篇文章我們將討論如何在頻域仿真中使用這個(gè)仿真 App。
頻域中的非線性磁性材料
一個(gè)常見的建模假設(shè)是在本構(gòu)關(guān)系中指定線性磁導(dǎo)率
在各類刺激響應(yīng)材料中，磁性軟材料在設(shè)計(jì)和制造方面取得了顯著進(jìn)展，導(dǎo)致磁性軟機(jī)器人的發(fā)展具有獨(dú)特的優(yōu)勢和許多重要應(yīng)用的潛力。然而，磁性軟機(jī)器人領(lǐng)域仍處于起步階段，需要在設(shè)計(jì)原理、制造方法、控制機(jī)制和傳感方式等方面進(jìn)一步改進(jìn)。未來成功開發(fā)磁性軟機(jī)器人需要全面了解磁驅(qū)動(dòng)的基本原理，以及磁性軟材料的物理特性和行為。
一，簡介：
四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）是一種常用的磁性材料，又稱氧化鐵黑（VK-EF01,VK-EF02）,呈黑色或灰藍(lán)色。四氧化三鐵是一種鐵酸鹽，即Fe2+Fe3+（Fe3+O4）（即FeFe（FeO4）前面2+和3+代表鐵的價(jià)態(tài)）。在Fe3O4里，鐵顯兩種價(jià)態(tài)，一個(gè)鐵原子顯+2價(jià)，兩個(gè)鐵原子顯+3價(jià)，所以說四氧化三鐵可看成是由FeO與Fe2O3組成的化合物，可表示為
自上世紀(jì)90年代微流控技術(shù)誕生起，表面浸潤性便一直扮演著關(guān)鍵作用。例如，微通道的浸潤性決定了微液滴能否穩(wěn)定生成，數(shù)字微流控技術(shù)利用電潤濕原理進(jìn)行靈活的液滴操控，紙基微流控通過圖案化親疏水通道實(shí)現(xiàn)快速廉價(jià)的分析檢測，工程化表面浸潤性可在開放空間中實(shí)現(xiàn)各種定向液體輸運(yùn)和液滴傳輸?shù)取Ｈ欢鳛橛?幣的另一面，微流控技術(shù)能否以及如何助力材料浸潤性研究仍然是個(gè)懸而未答的問題
