磁流变液(Magneto-rheological fluids,MRF)是一种智能材料,它是由微米级的软磁颗粒分散于非导磁的基液中所形成的悬浮液。在外加磁场的作用下它可以快速可逆地实现液态到几乎固态之间的转变,这种优越的性能使其在智能减振等领域具有广泛的应用前景。传统的磁流变液一般采用羰基铁粉作为磁性悬浮相,其密度远远大于基液的密度,易在基液中沉降,这是制约磁流变液进一步广泛应用的主要原因。解决这一问题的关键是制备出适用于制备磁流变液的新型颗粒。基于此,采用溶剂热法制备三种新型钴磁性颗粒(中空钻颗粒、钻纳米纤维和刺球状钴颗粒)作为磁流变液的磁性悬浮相,以研究颗粒形貌对磁流变液综合性能的影响,并开发高性能的磁流变液颗粒体系。通过SEM、TEM、XRD、SQUID等方法对三种颗粒进行了表征。结果表明：中空钴颗粒粒径在5μm左右,呈现出独特的中空结构；钴纳米纤维长度可达十几到几十微米,而直径小于50nm,具有较大的长径比；刺球状钻颗粒粒径在5μm左右,其表面形貌呈现典型的刺球状。三种颗粒均为密排六方结构的钴单质,中空钴颗粒和刺球状钻颗粒表现出良好的软磁性能,而钴纳米纤维由于存在较强的形状各向异性,呈现出一定的硬磁特征。对三种基于钴颗粒的磁流变液进行静态和动态性能测试,并与同体积分数的羰基铁粉磁流变液进行对比。采用静态模式测试不同磁场强度下剪切应力与剪切速率关系曲线,然后拟合得到屈服强度与磁场强度关系曲线。结果表明,中空钴颗粒磁流变液和刺球状钴颗粒磁流变液的屈服强度在同一磁场强度下小于羰基铁粉磁流变液,而钴纳米纤维磁流变液在低磁场强度范围内屈服强度高于羰基铁粉磁流变液,超过一个临界磁场强度后其屈服强度小于羰基铁粉磁流变液。动态测试模式结果反映了磁流变液在受到剪切作用时内部结构的状态和变化规律。应变幅度扫描结果显示施加磁场后,随着应变幅度增大,储存模量起始阶段保持恒定；到某特定应变幅度后,储存模量开始下降,损失模量开始增大,这表明磁流变液内部链状结构开始破坏。随着应变幅度进一步增大,储存模量减小到小于损失模量,这表明链状结构完全破坏,磁流变液处于流动状态。沉降实验结果表明基于钴颗粒的磁流变液的沉降稳定性比羰基铁粉磁流变液均有所提高,其中钴纳米纤维磁流变液在静置15天后没有发生明显沉降,显示出良好的沉降稳定性,具有良好的应用前景。