磁流變拋光是基于磁流變液在磁場作用下的粘度和屈服應力變化，而對工件表面進行精確且穩定的研磨拋光技術，它具有拋光精度高、表面粗糙度小、加工過程中不易造成新損傷等優點，經常作為高精度拋光解決方案用于光學材料的超精密加工領域。但是沒有絕對完美的技術，磁流變拋光在實際應用中會可能會遇到磁場控制精度、磁流變液穩定性，以及復雜形狀工件拋光的磁場設計等問題。

本文將就磁流變拋光的主要參數和影響因素，以及該技術的一些改進完善進行科普介紹，為相關領域從業者提供一些參考。

一、磁流變液

磁流變液（來源：網絡）

磁流變液是分散在絕緣液體的微米大小的磁性顆粒形成的非膠態懸浮體，主要由基載液、磁敏微粒和添加劑組成。其在外部磁場的作用下會由液體轉變為粘彈性體，撤去磁場后轉變為牛頓流體，表現出磁流變效應（過程可逆），而磁流變拋光技術正是利用磁流變液產生的磁流變效應，實現光學材料的精密拋光。作為磁流變拋光技術的主要參數，磁流變液的性能主要受沉降穩定性、磁力學特性以及剪切屈服應力等的影響。

1、磁流變液的組成

基載液：粘度低、性質穩定、耐腐蝕性能好，是磁敏微粒和其他成分的主要載體，能夠讓磁流變液表現流體特征。

磁敏微粒：具有良好的磁導率、穩定的化學性質，是磁流變液磁化性質的主要物質，在磁場作用下形態由液態轉變為類固體。其原理主要是磁敏微粒在磁場作用下沿著磁力線方向形成了偶極矩，磁性物質的磁化作用使其發生團聚，形成穩定的鏈狀結構。

添加劑：是確保磁敏微粒和基載液充分接觸的表面活性劑、分散劑、防沉降劑等其他添加劑。

2、磁流變液的性能影響參數

沉降穩定性：磁流變液中處于游離狀態的磁敏微粒，會受到分子間的相互作用力的影響從而凝聚，當凝聚的磁敏微粒越來越多就會出現沉降，而磁敏微粒沉降的多少決定著磁流變液的穩定性，也決定著磁流變液的有效使用時間。從而影響拋光的效率和質量。

磁流變液的沉降速率和穩定性都與磁流變液中的成分密切相關，磁敏微粒的不同，磁流變液的沉降率也各有不同，通過使用不同的添加劑改變磁敏微粒的表面活性，可以改變磁流變液的沉降性能。

磁力學特性：磁敏微粒作為磁流變液中組成部分，是唯一有效的導磁材料，其材料本身影響著磁流變液的磁力學特性。在不同的磁場強度下，磁流變液呈現出來的磁化強度特性是一致的，磁敏微粒的粒徑和相對磁化率之間成正比。

剪切屈服應力：磁流變液的剪切應力微觀表現為：磁場作用下，磁敏微粒逐漸形成鏈狀結構，處于凝聚狀態。當磁敏微粒的磁化程度不斷增大，剪切應力也呈現出明顯增大的趨勢。其中，磁敏微粒的粒徑和磁場強度對剪切應力的影響都表現出正比關系，但當二者達成到一定程度，即磁敏微粒完全磁化飽和時，剪切應力到達極限。此時的材料去除強度最大。

二、磁場對磁流變拋光的影響及技術改進

傳統靜態磁場的磁流變拋光工藝由于磁極固定不變，導致拋光墊上磨料顆粒的分布不均勻，使得拋光表面質量的一致性難以保證，在某些區域可能會出現過度拋光或拋光不足的情況。甚至還會在加工過程中會出現磁敏微粒鏈狀結構的斷裂，從而導致拋光壓力減小、拋光質量下降。

1、動態磁場的進步意義

動態磁場進行磁流變拋光，利用集群布置的磁極同步偏心旋轉，形成動態磁場集群磁流變效應，成功解決鏈狀結構被破壞后無法恢復的問題，不僅提升了拋光墊的修復能力，還提高了拋光質量和效率。

不同磁場形式對加工效果的影響

靜態磁場和動態磁場的加工效果對比

2、集群磁流變效應拋光墊磨粒“容沒”效應

該效應是指在磁流變拋光加工過程中，拋光墊對磨粒產生的一種特殊作用機理——集群磁流變效應拋光墊由沿磁力線排布的磁鏈串構成，密布的磁鏈串對磨粒具有束縛、裹挾、夾持等作用，使磨粒半固著于拋光墊中，磁場強度變化導致拋光墊對磨粒固著強度變化，不同尺寸的磨粒能夠均等作用于加工表面，實現高效、均勻的拋光效果。

總結而言就是不同尺寸的磨粒能夠均勻作用于工件表面，實現高效、均勻的拋光效果。利用這種效應顯著提高了拋光加工的質量和效率。

總結

20世紀50年代，磁流變拋光加工技術首次使用，后人在其研究的基礎上不斷進行技術升級，該技術已形成了具有普適性的磁流變液。作為一種大面積平面超光滑平坦化加工的光學材料拋光技術，研究其在磁場方面及磁流變液中磁敏微粒方面下拋光的效果，對未來磁流變拋光技術的應用將有深遠意義。

參考來源：

1.白振偉,周旭光,閻秋生. 磨料與工件對集群磁流變效應拋光墊磨粒“容沒”效應的影響[J]. 組合機床與自動化加工技術.

2.郭明亮,閻秋生,潘繼生,等. 動態磁場集群磁流變拋光加工機理及試驗研究[J]. 金剛石與磨料磨具工程.

3.肖強,王嘉琪,靳龍平. 磁流變拋光關鍵技術及工藝研究進展[J]. 材料導報.

4.易成建．磁流變液：制備、性能測試與本構模型．重慶大學.

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