b) Nhóm thứ hai các mô hình động lực học
2.2 Lưu chất từ biến (MRF)
MRF là một dạng chất lỏng không dính chứa các phân tử sắt từ có đường kính khoảng 1 – 10 μm [91]. MRF gồm ba thành phần cơ bản các hạt sắt từ phân tán trong một dung môi cách điện, thường là dầu khoáng hoặc dầu silicon, và một chất ổn định giúp duy trì trạng thái lơ lửng của các phân tử. Khi chưa kích hoạt, các hạt chuyển động tự do và MRF biểu thị thuộc tính Newton. Dưới tác dụng của từ trường, các hạt sắt tự sắp xếp dọc theo đường sức từ, độ nhớt biểu kiến tăng đến điểm tới hạn và MRF trở thành một chất rắn đàn nhớt. Ứng suất chảy ở trạng thái kích hoạt thay đổi phụ thuộc vào cường độ từ trường và có thể xuất hiện chỉ trong vài mili giây [92]. Hình 2.8 mô tả cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MRF.
Lưu chất này đã được tìm ra bởi Jacob Rabinow [94] tại Cục Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ vào những năm cuối của thập niên 1940. Vài năm sau đó, một làn sóng phấn khích về MRF đã rộ lên nhưng cũng nhanh chóng biến mất. Chỉ đến đầu thập niên 1990, phong trào nghiên cứu về MRF mới tiếp tục trỗi dậy, dẫn đầu bởi Lord Corporation. So với lưu chất điện biến (ERF) và lưu chất sắt (FF), MRF thể hiện sức mạnh hơn hẳn khi được kích hoạt. Chính vì thế, MRF được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị như giảm chấn, phanh, ly hợp, van…
(a) kiểu dòng chảy (b) kiểu trượt
(c) kiểu nén
Hình 2.9 Các kiểu hoạt động của MRF [95].
Hình 2.9 minh họa ba kiểu vận hành của thiết bị sử dụng MRF kiểu dòng chảy, kiểu trượt và kiểu nén. Kiểu dòng chảy, kiểu trượt và sự kết hợp hai kiểu này được áp dụng cho các giảm chấn MRF trượt tuyến tính hoặc xoay, trong khi kiểu nén thường chỉ thấy trong các giảm chấn MRF trượt tuyến tính với hành trình giới hạn.