(57)【要約】  本発明は磁性材料のマイクロメートル粒子Ａと導電性流体Ｂからなる複合材料に関する。本発明に係る材料は、材料Ａが磁性の化合物及び合金から選択され、平均粒径が０．１μｍと１０μｍの範囲にある粒子の形態にあり、支持流体Ｂは材料Ａのキュリー温度未満の温度で液体である金属、金属合金、および塩から、あるいはそれらの混合物から選択される導電性流体の形態にある。【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料Ａの前駆物質を電気伝導性流体Ｂに導入することからなる磁性材料Ａと電気伝導性流体Ｂを含む導電性強磁性流体材料を製造するための方法であって、この方法は電気化学セル中で電気化学的に実施され、前記電気化学セルにおいて：
・電解質は、平均粒径が０．１μｍと１０μｍの間の粒子の形の材料Ａの前駆物質を含有するイオン伝導性媒質からなり；
・材料Ａの前駆物質は、溶液中の非イオン性前駆物質であり；
・陰極は、１００ｍＡ／ｃｍ2と３Ａ／ｃｍ2の間の電流密度を出力することが可能な電位供給源に連結された導電性流体Ｂのフィルムからなり；
・陽極は、この方法の条件下では酸化されない材料からなり；
・陰極は、陽極に対して負の電位差を受けるものである、前記方法。
【請求項２】
磁性材料Ａの前駆物質が、鉄、鉄酸化物、コバルト、ニッケル、および磁性合金から選ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前駆粒子が、実質的に球形である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前駆粒子が、一方の粒子群が他方の粒子群の平均サイズとは異なる二つの粒子群からなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
第２の粒子群の平均サイズが、１μｍから１０μｍの間の範囲外である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前駆粒子が、第１の磁性材料Ａの前駆物質の粒子群と、Ａについて定義された群から選ばれる第２の磁性材料Ａ’の前駆物質の粒子群とによって形成することができる、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
磁性粒子の量は、分散が二相分散または固体分散になる閾値以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
イオン伝導性媒質が、溶媒に非酸化性酸を、または強塩基を入れた溶液によって形成される、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
溶媒が、水、極性の有機液体、および融解された塩から選ばれる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電気伝導性流体Ｂが、材料Ａのキュリー温度未満の温度で液体である金属、金属合金、および塩、あるいはそれらの混合物から選ばれる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
電気伝導性流体Ｂが、これと組み合わされる磁性材料Ａのキュリー点未満の温度で、それ自体で、あるいはそれらの混合物の形で液体である金属から選ばれる金属である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
電気伝導性流体Ｂが、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓ、ならびにそれらの混合物から選ばれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
電気伝導性流体Ｂが、Ｉｎ／Ｇａ／Ａｓ合金、Ｇａ／Ｓｎ／Ｚｎ合金、Ｉｎ／Ｂｉ合金、ウッド合金、ニュートン合金、Ａｒｃｅｔ合金、リヒテンベルグ合金、およびローズ合金から選ばれる融解された金属合金である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
電気伝導性流体Ｂが、以下から選ばれる塩である、請求項１０に記載の方法：
−アルキル基が１から１８個の炭素原子を含むアルキルアンモニウム硝酸塩、グアニジウム硝酸塩、イミダゾリウム硝酸塩、およびイミダゾリニウム硝酸塩；
−１５０℃より上の温度で液体であるアルカリ金属クロロアルミン酸塩；ならびに
−ＢＦ4-、ＰＦ6-、またはトリフルオロ酢酸アニオン、および、アミジニウム［ＲＣ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、グアニジウム［Ｒ2Ｎ−Ｃ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、ピリジニウム
2008547234.tif 000010
、イミダゾリウム
2008547234.tif 000011
、イミダゾリニウム
2008547234.tif 000012
、およびトリアゾリウム
2008547234.tif 000013
イオンから選ばれるカチオンを含む塩（ここでは各置換基Ｒは、他とは独立に、Ｈ、または１から８個の炭素原子を有するアルキル基を表す）。
【請求項１５】
電気伝導性流体Ｂが、Ｈｇ、Ｓｎ、Ｎａ、Ｂｉ、Ｈｇ／Ｓｎ合金、およびＩｎ／Ｇａ／Ｓｎ合金から選ばれる、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
１種または複数の成分が、電気伝導性流体Ｂを形成する金属に加えられ、この成分は安定な液相または前記金属が水銀である場合には液体アマルガムを形成することができる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１２、１３、および１４のいずれか１項に記載の方法によって得られる複合材料。
【請求項１８】
・材料Ａが、平均粒径が０．１μｍと１０μｍの間である粒子の形の磁性金属、磁性金属酸化物、および磁性合金から選ばれ、かつ
・支持流体Ｂが、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓ、ならびにそれらの混合物の金属群から、Ｉｎ／Ｇａ／Ａｓ合金、Ｇａ／Ｓｎ／Ｚｎ合金、Ｉｎ／Ｂｉ合金、ウッド合金、ニュートン合金、Ａｒｃｅｔ合金、リヒテンベルグ合金、およびローズ合金からなる金属合金群から、材料Ａのキュリー温度未満の温度で液体である塩およびそれらの混合物から選ばれる導電性流体であることを特徴とする、
磁性材料Ａと液体支持体Ｂからなる、請求項１７に記載の複合材料。
【請求項１９】
電気伝導性流体Ｂが、以下から選ばれる塩である請求項１８に記載の複合材料：
−アルキル基が１から１８個の炭素原子を含むアルキルアンモニウム硝酸塩、グアニジウム硝酸塩、イミダゾリウム硝酸塩、およびイミダゾリニウム硝酸塩；
−１５０℃より上の温度で液体であるアルカリ金属クロロアルミン酸塩；ならびに
−ＢＦ4-、ＰＦ6-、またはトリフルオロ酢酸アニオン、および、アミジニウム［ＲＣ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、グアニジウム［Ｒ2Ｎ−Ｃ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、ピリジニウム
2008547234.tif 000014
、イミダゾリウム
2008547234.tif 000015
、イミダゾリニウム
2008547234.tif 000016
、およびトリアゾリウム
2008547234.tif 000017
イオンから選ばれるカチオンを含む塩（ここでは各置換基Ｒは、他とは独立に、Ｈ、または１から８個の炭素原子を有するアルキル基を表す）。
【請求項２０】
磁性材料Ａが、鉄、コバルト、ニッケル、酸化鉄、およびＦｅ／Ｓｉ合金から選ばれる、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の材料。
【請求項２１】
磁性粒子の量は、分散が二相分散または固体分散になる閾値以下である請求項１７から２０のいずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２２】
一方で、磁性材料の実質的に球状の粒子を含有する、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２３】
一方の粒子群の平均サイズが他方の粒子群とは異なる二つの磁性材料粒子群を含む、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の複合材料。
【請求項２４】
第２の粒子群の平均サイズが、１μｍから１０μｍの間の範囲外である、請求項２３に記載の複合材料。
【請求項２５】
磁性材料粒子が、第１の磁性材料Ａの群と、Ａについて定義される群から選ばれる第２の磁性材料Ａ’の群とによって形成することができる請求項１７から２４のいずれか１項に記載の複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性材料の粒子と導電性液体によって形成される複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性流体は、支持液体の安定な懸濁液中の磁性粒子によって形成される液体材料である。支持液体がイオン性液体である場合、こうした材料の導電率は非常に低く、支持液体が有機溶媒である場合、絶縁性である可能性がある。
【０００３】
その適用分野を広げるために、強磁性流体材料に導電特性を与えるための様々な試みがなされてきた。例えば、Ｆ．Ｅ．Ｌｕｂｏｒｓｋｙ（「Ｊ．ｏｆ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」、第１０８巻、Ｎｏ．１２、１９６１年、１１３８〜１１４５頁）は、電気化学セル（その陰極は水銀フィルムであり、電解質は鉄の塩の溶液である）中の水銀へのＦｅの導入を記載している。その意図される目的は、永久磁石を生成することである。
【０００４】
Ｓ．Ｗ．Ｃｈａｒｌｅｓら［「Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｌｕｉｄｓ（１９７５）」、Ｈｅｍｉｓｐｈ．Ｐｕｂｌ．Ｃｏｒｐ、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  １９７８年（２７〜４３頁）］は、Ｆｅの塩を含有する電解質を使用するＦｅをＨｇに、あるいはＨｇ／Ｓｎアマルガムに電気化学的に導入することからなる方法による強磁性流体の製造について記載している。Ｈｇ中への、あるいはアマルガム中へのその分散を促進するために、陰極の表面に形成されたＦｅ粒子は、撹拌にかけられる。ＨｇにＳｎを添加することにより、強磁性流体系の安定性は大幅に向上するが、Ｆｅ粒子のある程度の凝集は持続することが観察される。
【０００５】
導電性液体におけるニッケル粒子の懸濁液は、Ｉ．Ｙａ．Ｋａｇａｎら（「Ｍａｇｎｉｔｎａｙａ  Ｇｉｄｒｏｄｉｎａｍｉｋａ」、第６巻、Ｎｏ．３、１５５〜１５７頁、１９７０年）によって記載されている。こうした懸濁液は、金属液体（すなわち、２３２℃より上の温度で液体であるスズ、２７１℃より上の温度で液体であるビスマス、または、組成物に応じて１１℃または１５．８℃より上の温度で液体であるＩｎｇａｓと表されるＩｎ−Ｇａ−Ｓｎ合金）に、約５０μｍのサイズのニッケル粒子を導入することによって製造された。著者によれば、当該の金属液体によるニッケルのある種の濡れ性が存在するので、また、ニッケルと前記金属液体の密度が類似であるので、こうした組成を有する強磁性流体懸濁液は、成分の単純混合によって得られるはずである。しかし、こうした方法は、磁性粒子を構成する金属と、導電性液体を構成する金属が、ほとんどまたは全く相互親和性を示さないような、また、導電性液体金属による磁性粒子構成金属の濡れ性が、低いまたはゼロであるような導電性強磁性流体の産生には適用可能でない。
【０００６】
Ｓ．Ｌｉｎｄｅｒｏｔｈら（「Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」６８（８）１５／０４／１９９１、５１２４〜５１２６頁）は、水銀ベースの強磁性流体を製造する２つの方法を記載している。第１の方法によれば、ＮａＢＨ4水溶液を、当該の遷移金属のイオンを含有する水溶液に一滴ずつ加えることによって、混合された（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、またはＮｉ−Ｂ）粒子が製造され、次いで、得られた混合された粒子の水性の懸濁液に水銀が加えられ、その混合物が撹拌にかけられる。この第１の方法によって、（それらの粒子が、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｂ、またはＮｉ−Ｂ粒子である場合に、Ｈｇに導入される前に蒸留水で洗浄されないという条件で）上述の混合された粒子のＨｇ中の懸濁液を得ることが可能になる。しかし、加えられるＮａＢＨ4化合物は元々、最終生成物の化学組成に組み込まれているので、この方法は、他の「磁気化合物／導電性液体」対に対して一般化することはできない。第２の方法によれば、遊離鉄が、濃ＨＣｌに溶解され、この溶液にＨｇＣｌ2が加えられ、適切な量の濃ＮａＯＨ水溶液を加えることによってｐＨが約３に調節され、次いで、凝集を減少させるためにＮａＢＨ4が加えられる。この方法では、鉄および水銀が、その発生が制御されない化学プロセスによって同時に産生される。一般的なケースでは、粒子が常に存在することが確実とはならず、制御されていない組成の合金が形成される可能性がある。この方法は、明らかに常に可能とは限らない当該の金属のイオン性溶液を有することを必要とする。最後に、ＮａＢＨ4は良い還元剤であるが、必ずしもすべての金属に適しているというわけではない。
【０００７】
例えば、特に、自動車、耐震装置、防振装置、船橋楼甲板、およびクラッチ中の緩衝装置などの粘弾性伝達システム中に、磁気粘性特性を有する流体を使用することが知られている。使用される流体は一般に、液体（低揮発性の合成油または炭化水素、シリコーン油、または完全な密閉を伴う低伸張用途のための水性流体など）中に分散するミクロンサイズの磁性粒子によって形成される。しかし、こうした流体は、特に２００℃より上の高温にさらされる装置の緩衝装置には使用することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来の技術のシステムの欠点すなわち温度の制約を解決する磁気粘性流体として働くことが可能な材料を提供することである。
【０００９】
この目的のために、本発明の主題は、複合材料を生成するための方法、得られる材料、および磁気粘性流体としてのその使用である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による方法は、磁性材料Ａの前駆物質を電気伝導流体Ｂに導入することであり、この方法は、以下の電気化学セル中で電気化学的に行われる：
−電解質が、平均粒径が１μｍと１０μｍの間の粒子の形の材料Ａの前駆物質を含有するイオン伝導性媒質からなり；
−材料Ａの前駆物質は、溶液中の非イオン性前駆物質であり；
−陰極が、１００ｍＡ／ｃｍ2と３Ａ／ｃｍ2の間の電流密度を出力することが可能な電位供給源に連結された導電性流体Ｂのフィルムからなり；
−陽極が、この方法の条件下では酸化されない材料（例えばプラチナまたはガラス状炭素）からなり；
−陰極が、陽極に対して負の電位差を受ける。
【００１１】
電気分解は、陰極での電位の変化を制御することによって、電流制御することもできるし、（ポテンシオスタットタイプの制御デバイスを使用して）基準電極に対する電位を制御することによって、電位制御することもできる。材料ＡとＢとの間の界面張力を低下させるために、陰極に適用される電位は、すべての場合において、可能な限り最も陰性でなければならないが、効率に対して、また生成物の安定性に対して不利益な、水素の過剰な発生またはアマルガムの形成などの他の電気化学反応を誘導しないように制限されなければならない。
【００１２】
陽極は、多孔質壁によって陰極から隔てられた区画に入れることができる。電気分解が電位制御される場合、セルはさらに、基準電極を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
磁性材料Ａの前駆物質は、磁性の金属および金属酸化物から、また磁性合金から選ぶことができる。金属および金属酸化物としては、鉄、酸化鉄、コバルト、およびニッケルを挙げることができる。合金としては、透磁率の高い鋼および合金を挙げることができる。透磁率の高い合金とは、初期透磁率が１０００を超える合金である。こうした合金は、Ｄｕｎｏｄ（Ｐａｒｉｓ、１９５６年）によって発行された、Ｍ．Ｇ．Ｓａｙによる研究「Ａｌｌｉａｇｅｓ  ｍａｇｎｅｔｉｑｕｅｓ  ｅｔ  ｆｅｒｒｉｔｅｓ」の第２章、［Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ａｌｌｏｙｓ  ａｎｄ  ｆｅｒｒｉｔｅｓ］に具体的に記載されている。透磁率の高い合金の例としては、特に、鉄−ケイ素合金、およびＭｕ−ｍｅｔａｌ（Ｒ）またはＰｅｒｍａｌｌｏｙ（Ｒ）という名前で販売されている基本的にＮｉおよびＦｅからなる合金を挙げることができる。また、アモルファス磁性合金としては、例えば、約２０％のＢ、Ｃ、Ｓｉ、またはＰを含有するＦｅ、Ｃｏ、およびＮｉの合金、およびナノ結晶性の磁性合金（例えばＦｅ／Ｃｕ／Ｎｂ／Ｓｉ／Ｂ合金およびＦｅ／Ｚｒ／Ｂ／Ｃｕ合金など）などを挙げることができる。
【００１４】
磁性材料の前駆粒子は、サイズ分布が均質である平均粒径を有する実質的に球状の粒子であり得る。これらは、電解質を構成している液体媒質に、一方の粒子群の平均サイズが他方の粒子群とは異なる２群の形で導入することができる。第２の群の平均粒子サイズは、１μｍから１０μｍの間の範囲外であり得る。第２の群は、例えば、平均サイズが０．５から数ミリメートル（例えば１から２ｍｍ）の間にある粒子によって形成される可能性がある。
【００１５】
磁性材料の前駆粒子は、さらに、第１の磁性材料Ａの前駆物質の粒子の群によって、また、Ａについて定義された群から選ばれた第２の磁性材料Ａ’の前駆物質の粒子の群によって形成されることができる。
【００１６】
これらの粒子は、上で定義した通りに使用することもできるが、導電性流体Ｂ中で、Ａに対して親和性を有する金属でコートした後で使用することもできる。
【００１７】
この方法を実施する場合、使用される材料Ａの前駆物質および導電性流体Ｂのそれぞれの量は、ＢへのＡの溶解性の程度を考慮すると、導電性流体Ｂにおける磁性材料Ａの最終の粒子濃度が、分散して二相分散または固体分散となる（これは沈殿をもたらすであろう）上述の値よりも小さいままであるような量である。この値の決定は、当業者の権限内である。
【００１８】
用語「電気伝導性流体」は、電気分解が起こる温度範囲内で、約１０００オーム／センチメートルよりも電気抵抗力が小さい流体を意味するものと理解される。
【００１９】
導電性流体Ｂは、材料Ａのキュリー温度未満の温度で液体である金属、金属合金、および塩から、あるいはそれらの混合物から選ばれる。
【００２０】
電気伝導性流体Ｂが金属である場合、これは、これと組み合わされる磁性材料Ａのキュリー点未満の温度で、それ自体で、あるいはそれらのうちのいくつかの混合物の形で液体である金属から選ばれる可能性がある。例としては、Ｈｇ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、アルカリ金属、およびそれらの混合物、特に、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓを挙げることができる。
【００２１】
電気伝導性流体Ｂが融解された金属合金である場合、これは、特にＩｎ／Ｇａ／Ａｓ合金、Ｇａ／Ｓｎ／Ｚｎ合金、Ｉｎ／Ｂｉ合金、ウッド合金、ニュートン合金、Ａｒｃｅｔ合金、リヒテンベルグ合金、およびローズ合金から選ぶことができる。いくつかのこうした合金は、市販品として入手できる。これらのうちのいくつかの組成と融点を、以下に示す：
組成（重量％）                                                Ｔｍ（℃）
２１．５Ｉｎ−６２．５Ｇａ−１６．０Ｓｎ                      １０．７
１７．６Ｉｎ−６９．８Ｇａ−１２．５Ｓｎ                      １０．８
８２．０Ｇａ−１２．０Ｓｎ−６．０Ｚｎ                        １７
６７Ｉｎ−３３Ｂｉ                                            ７０
ウッド合金：５０Ｂｉ−２５Ｐｂ−１２．５Ｓｎ−１２．５Ｃｄ    ７０
ニュートン合金：５０Ｂｉ−３１．２Ｐｂ−１８．８Ｓｎ          ９７
アクレット合金：５０Ｂｉ−２５Ｓｎ−２５Ｐｂ                  ９８
リヒテンベルグ合金：５０Ｂｉ−２０Ｓｎ−３０Ｐｂ              １００
ローズ合金：５０Ｂｉ−２２Ｓｎ−２８Ｐｂ                      １０９
【００２２】
導電性流体Ｂが塩である場合、これは、以下から選ぶことができる：
−アルキル基が１から１８個の炭素原子を含むアルキルアンモニウム硝酸塩、グアニジウム硝酸塩、イミダゾリウム硝酸塩、およびイミダゾリニウム硝酸塩；
−１５０℃より上の温度で液体であるアルカリ金属クロロアルミン酸塩；
−ＢＦ4-、ＰＦ6-、またはトリフルオロ酢酸アニオン、および、アミジニウム［ＲＣ（＝ＮＲ2）ＮＲ2］+、グアニジウム［Ｒ2Ｎ−Ｃ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、ピリジニウム
2008547234.tif 000002
、イミダゾリウム
2008547234.tif 000003
、およびイミダゾリニウム
2008547234.tif 000004
、トリアゾリウム
2008547234.tif 000005
イオンから選ばれるカチオンを含む塩（ここでは、各置換基Ｒは、他とは独立に、Ｈ、または１から８個の炭素原子を有するアルキル基を表し、前記塩は、最高１０ｍＳ／ｃｍの伝導率を有し、かつ非常に安定である）。一例として、１−エチル−３−メチル−イミダゾリウム・ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを挙げることができる。
【００２３】
電気伝導性流体Ｂが、所与の金属からなる場合、安定な液相（または、前記金属が水銀である場合には液体アマルガム）を形成することができ、かつ導電性流体内で粒子Ａの分散を安定化させ、その凝集を妨げる１種または複数の成分を、これに加えることができる。例えば、Ｂが水銀である場合、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｓ、またはＳｂを、固相を形成させるであろうよりも少ない割合で、その中に加えることができる。
【００２４】
不純物の存在により、磁性材料Ａと導電性流体Ｂとの間の界面特性、またその結果として導電性流体Ｂによる材料Ａの濡れ性は著しく変化しやすくなる。所与のＡ／Ｂ対に対して本発明の方法を実施することによって、適切な結果が得られないならば、不純物の性質およびレベルを確認することが推奨される。
【００２５】
Ａの前駆粒子は、イオン伝導性媒質に、次いで、電気分解中の電気伝導性液体Ｂに（すなわちＢに対する所望の濃度が得られるまで徐々に）導入することができる。この場合、Ａの前駆物質が導入されると同時に電流密度および／または電位が変化し、それによって、場合によっては、Ａの前駆粒子とは異なるＡ’の前駆粒子を導入することが可能になる。
【００２６】
イオン伝導性媒質は非酸化性媒質であることが好ましい。これは、溶媒に非酸化性酸（例えばＨＣｌ）を、または強い塩基を入れた溶液によって形成することができる。溶媒は、水、極性の有機液体、または融解された塩であり得る。極性の有機液体は、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート、およびＮ−メチルピロリドンから選ぶことができる。融解された塩は、電気伝導性流体として定義されるものから選ぶことができる。
【００２７】
陰極が連結される電位供給源は、陰極の少なくとも約１００ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を出力することが可能でなければならない。
【００２８】
電気化学セルが電位制御される場合、これは、必然的に基準電極を含み、陰極と前記基準電極の電位差の差は、液体Ｂによる粒子Ａの濡れを可能にするために、ＡとＢの間の界面張力が低下させられるような範囲内に固定される。例えば、粒子ＡがＦｅ粒子であり、液体ＢがＨｇである場合、電圧は、基準電極に対して−１Ｖと−３Ｖの間である。
【００２９】
電気化学セルが定電流方式で作動する場合、すなわち、それが電流制御される場合、かつ基準電極を含む場合、陰極と基準電極との間の電位差が、セルが電位制御される場合に定義される範囲に制限されるように、電流を減少させる作用閾値を課すことが必要である。
【００３０】
電気化学セルが、制御デバイスを用いずに電流制御される場合、かつそれが基準電極を含まない場合、例えば一時的な基準電極を使用して、所定の制限に対して全体の電位をモニタリングすることが必要である。
【００３１】
実際には、電流制御される方式で作動する場合、基準電極を含む電気化学セルを使用することが好ましい。
【００３２】
電気化学的製造を実施する特に好ましい方式では、電解質／陰極の境界領域から形成される磁性粒子Ａを減ずるために、その形成の初期段階におけるその増殖の速度を制御するために、磁場は、陰極の平面に対して垂直に適用される。実施の別の方法では、前記垂直な磁場が存在する場合にもしない場合にも、このプロセスを電流または電位制御する際に、パルスまたはＡＣ成分が重ね合わせられることによって、合成を受ける材料に対して他のタイプの作用が与えられる可能性がある。
【００３３】
このプロセスの最後に、陰極を構成する導電性流体は、磁気粒子Ａが非常に濃縮され、本発明の電気伝導性強磁性流体材料を構成する。
【００３４】
本発明の方法は、磁性粒子を構成する材料と、電気伝導性流体を構成する材料が、ほとんどまたは全く相互親和性を示さない場合、また、電気伝導性流体による磁性材料の濡れが、あるとしてもごくわずかである場合に、磁性材料の前駆物質から、また、電気伝導性流体から複合材料を製造するのに特に有用である。
【００３５】
本発明による組成材料は、以下のような支持流体Ｂと磁性材料Ａの粒子によって形成される：
・材料Ａが、磁性金属、磁性金属酸化物、および磁性合金から選ばれ、かつ平均粒径が０．１μｍと１０μｍの間の粒子の形であり；かつ
・支持流体Ｂが、材料Ａのキュリー温度未満の温度で液体である金属、金属合金、および塩、またはそれらの混合物から選ばれる導電性流体である。
【００３６】
本発明による材料は、高い動作温度に適合し、高い導電率を有し、高い熱伝導率を有し、それによって、高温での非常に集中的な操作レジメンによって生成される熱を引き出すのに好都合である。異種性にもかかわらず、これは、密度が近い場合に、ＢによってＡが良く濡れるので安定なままであることが可能である。
【００３７】
磁性材料Ａの例としては、上で定義された磁性の金属および金属酸化物、ならびに磁性合金を挙げることができる。
【００３８】
材料Ａは、サイズ分布が均質である平均粒径を有する粒子によって形成されることが好ましい。
【００３９】
さらに、これは、一方の粒子群の平均サイズが他方の粒子群とは異なる２群によって形成される可能性がある。第２の群の平均粒子サイズは、１μｍから１０μｍの間の範囲外であり得る。材料は、例えば、平均サイズが１μｍから１０μｍの間である粒子と、平均サイズが０．５から数ミリメートル、例えば１ｍｍから２ｍｍの間である粒子を含有することが可能である。
【００４０】
さらに、磁性材料の粒子は、第１の磁性材料Ａの群によって、また、Ａについて定義される群から選ばれる第２の磁性材料Ａ’の群によって形成することができる。
【００４１】
本発明の方法によって得られる複合材料では、磁性粒子の量は、最大でも、分散が二相分散または固体分散になる閾値に等しい。
【００４２】
一実施形態では、導電性流体Ｂは、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｌｉ、Ｋ、およびＣｓから選ばれる。別の実施形態では、電気伝導性流体Ｂは、Ｉｎ／Ｇａ／Ａｓ合金、Ｇａ／Ｓｎ／Ｚｎ合金、Ｉｎ／Ｂｉ合金、ウッド合金、ニュートン合金、Ａｒｃｅｔ合金、リヒテンベルグ合金、およびローズ合金から選ばれる融解された金属合金である。第三の実施形態では、電気伝導性流体Ｂは、以下から選ばれる塩である：
−アルキル基が１から１８個の炭素原子を含むアルキルアンモニウム硝酸塩、グアニジウム硝酸塩、イミダゾリウム硝酸塩、およびイミダゾリニウム硝酸塩；
−１５０℃より上の温度で液体であるアルカリ金属クロロアルミン酸塩；ならびに
−ＢＦ4-、ＰＦ6-、またはトリフルオロ酢酸アニオン、および、アミジニウム［ＲＣ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、グアニジウム［Ｒ2Ｎ−Ｃ（＝ＮＲ2）−ＮＲ2］+、ピリジニウム
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、イミダゾリウム
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、イミダゾリニウム
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、およびトリアゾリウム
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イオンから選ばれるカチオンを含む塩（ここでは各置換基Ｒは、他とは独立に、１から８の炭素原子を有するＨまたはアルキル基を表す）。
【００４３】
本発明による方法によって得られる複合材料の例として、以下の材料を挙げることができる：
・Ｆｅまたは鋼粒子      Ｈｇ内
・Ｆｅまたは鋼粒子      Ｇａ内
・ＣｏまたはＮｉ粒子    Ｈｇ内
・Ｆｅ粒子              Ｇａ＋Ｓｎ内
・Ｆｅ粒子              ウッド合金内
・鉄／ケイ素合金粒子    ウッド合金内
【００４４】
本発明の複合材料は、ナノテクノロジー、マイクロマシン、磁気流体力学、およびマイクロフルイディクスなどの多くの分野で好都合に使用することができる電気伝導性強磁性流体材料である。
【００４５】
これは、当然、導電性を示さない従来の強磁性流体材料の様々な用途に対して、すなわち、緩衝装置などの粘弾性送信システム中に、特に自動車、耐震装置、防振装置、船橋楼甲板、およびクラッチ中に、（ただし、こうした用途が微粒子と適合する条件で）使用することができる。
【００４６】
本発明を、いくつかの特定の典型的な実施形態によって以下で例示するが、本発明は、これに限定されない。
【００４７】
これらの実施例では、以下の出発生成物を使用した：
・水銀
・ガリウム
・直径が約１０μｍの球状粒子からなる、Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ  Ｈａｅｎによって参照３１２〜３１下で販売されている粉末状の鉄（分析用の還元鉄）
・直径が１．５ｍｍの（１％炭素および１％クロミウムを含む鉄でできている）１００Ｃ６スチールボール
・ウッド合金
・ＩｎＧａＳｎ（２１．５／６２．５／１６）合金
・スズ
・粉末状の鉄／ケイ素合金。
【００４８】
これらの材料は、電位供給源に連結されかつ撹拌手段が提供され、陰極が電気伝導性流体Ｂの層によって形成され、プラチナ電極が陰極と接触され、第２のプラチナ電極が陽極として作動し、カロメル電極が基準電極として作用する電気化学セル中で製造された。
【実施例１】
【００４９】
Ｆｅ／Ｈｇ強磁性流体材料
材料の製造：
５．２６１ｇの水銀（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌＯ4を加え、この混合物を加熱した。電位供給源によって、２本のプラチナ電極の間に４Ｖの電位差が生じ、これによって、約２０ｍＡの電流が誘起された。次に、０．５２８ｇの粉末状の鉄を、１０分毎に２０ｍｇの量で加えた。水銀とカロメル基準電極との間の電位差は、この操作の期間を通じて、約−１．５ボルトのままであった。鉄粒子を水銀層に組み込むことをより容易にする、また、水銀の表面で水素泡が粗大化するのを防止するために、水銀の層を軽く撹拌した。
【００５０】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、０．１４±０．０１であった。
【００５１】
この材料の測定された飽和磁化は、２６６ｋＡ／ｍであった。
【００５２】
低磁場での初期磁化率は、１．８６であった。
【００５３】
体積分率が１０％である標本について測定された導電率は、６５μΩ．ｃｍであった（不確かさは±１５％と推定された）。
【実施例２】
【００５４】
Ｆｅ／Ｇａ強磁性流体材料
材料の製造：
５．２ｇのガリウム（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加え、この混合物を３５℃の温度に加熱し、次いで２本のプラチナ電極間に１０Ｖの電位差を与えた。次に、０．７６ｇの粉末状の鉄を、１０分の間隔をあけて５回に分けて加えた。各添加時には、ガリウムの下に鉄を持ってくるために磁石を使用し、この磁石を使用して軽く撹拌した。
【００５５】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、０．１であった。
【００５６】
この材料の測定された飽和磁化は、１９０ｋＡ／ｍであった。
【００５７】
低磁場での初期磁化率は、１であった。
【００５８】
融点は、２７℃と２７．５℃の間であり、標本は、約２２℃まで過冷却されたままであることが可能だった。
【００５９】
低伝導率の液体のために構築された、解像度が１５±１０μΩ．ｃｍである「４点」導電セルを使用して導電率を測定した。これは、前記セルによって測定することが可能であった限界値に非常に近く、純粋なガリウムのその値、約２０μΩ．ｃｍとほとんど違わなかった。
【実施例３】
【００６０】
Ｆｅ／ウッド合金強磁性流体材料
材料の製造：
９ｇのウッド合金（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加え、この混合物を８０℃の温度に加熱し、続いて、２本のプラチナ電極間に４．５Ｖの電位差を与えた。次に、０．９７２ｇの粉末状の鉄を、５分の間隔をあけて５回に分けて加えた。
【００６１】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、約０．１であった。
【００６２】
この材料の飽和磁化は、１５０ｋＡ／ｍであった。
【００６３】
低磁場での初期磁化率は、０．５７であった。
【００６４】
材料の融点は、７１．６℃±０．２℃であり、この材料は、約６８℃まで過冷却されたままに保つことが可能であった。
【実施例４】
【００６５】
鉄／ＩｎＧａＳｎ合金強磁性流体材料
材料の製造：
融点が１０．７℃である３．６ｇのＩｎＧａＳｎ（２１．５／６２．５／１６）合金（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加えた。この混合物を５５℃の温度に加熱し、次いで、２本のプラチナ電極間に５Ｖの電位差、２分ごとに１０秒間１０Ｖの電位を与えた。次に、０．３２５ｇの粉末状の鉄を、５分の間隔をあけて４回に分けて加えた。
【００６６】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、約０．０６５であった。
【００６７】
この材料の飽和磁化は、１１３ｋＡ／ｍであった。
【００６８】
低磁場での初期磁化率は、０．５５であった。
【実施例５】
【００６９】
Ｆｅ／Ｇａ＋Ｓｎ強磁性流体材料
材料の製造：
５．２ｇのガリウム（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加えた。この混合物を３５℃の温度に加熱し、０．１４５ｇのスズを加え、続いて、２本のプラチナ電極間に４．５Ｖの電位差を与えた。次に、０．３ｇの粉末状の鉄を、１０分の間隔をあけて２回に分けて加えた。各添加時には、ガリウムの下に鉄を持ってくるために磁石を使用し、この磁石を使用して軽く撹拌した。さらに、０．１７ｇのスズ、それに続いて０．６４ｇの鉄を３回に分けて加えた。ＨＣｌの濃度を、適切な量を加えることによって再調整した（ＨＣｌは、長時間の電気分解中に消費され、電流の低下が引き起こされた）。２本のプラチナ電極の間の電圧差を８Ｖに上げた。
【００７０】
材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、約０．１であった。
【００７１】
この材料の飽和磁化は、１８２ｋＡ／ｍであった。
【００７２】
低磁場での初期磁化率は、１．１であった。
【実施例６】
【００７３】
鉄／鋼／Ｈｇ強磁性流体材料
材料の製造：
８．６９４ｇの水銀（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加え、この混合物を５０℃に加熱した。電位供給源によって、２本のプラチナ電極間に６Ｖの電位差が生じ、これによって、約２５０ｍＡの電流が誘起された。次に、０．２ｇのスチールボールと０．５４ｇの粉末状の鉄を加えた。磁性材料を水銀層に組み込むことをより容易にする、また、水銀の表面で水素泡が粗大化するのを防止するために、水銀の層を軽く撹拌した。
【００７４】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、０．１２７であった。
【００７５】
この材料の測定された飽和磁化は、２５０ｋＡ／ｍであった。
【００７６】
低磁場での初期磁化率は、１．４５であった。
【実施例７】
【００７７】
鉄／鋼／Ｇａ強磁性流体材料
材料の製造：
４．８６ｇのガリウム（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．２Ｍ  ＨＣｌを加えた。この混合物を５０℃の温度に加熱し、２本のプラチナ電極間に１１Ｖの電位差を与えた。次に、０．２ｇのスチールボールと０．１４２ｇの鉄粉末を加えた。次いで、ガリウムの下に鉄を持ってくるために磁石を使用し、この磁石を使用して軽く撹拌した。
【００７８】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における鉄の体積分率は、０．０４であった。
【００７９】
この材料の測定された飽和磁化は、７２ｋＡ／ｍであった。
【００８０】
低磁場での初期磁化率は、０．４２であった。
【実施例８】
【００８１】
ＦｅＳｉ／ウッド合金強磁性流体材料
材料の製造：
５．２５ｇのウッド合金（材料Ｂ）を、セルの底に入れ、１０ｍｌの０．１Ｍ  ＨＣｌを加えた。この混合物を７５℃の温度に加熱し、次いで２本のプラチナ電極間に６Ｖの電位差を与えた。次に、０．３７ｇの粉末状の鉄／ケイ素合金（平均サイズ１０ミクロン）を、５分の間隔をあけて５回に分けて加えた。各添加後、２本の電極間の電位差を、３０秒間１２Ｖに上げた。
【００８２】
得られた材料の特徴付け：
得られた材料における磁性材料の体積分率は、約０．０８であった。
【００８３】
この材料の飽和磁化は、１３７ｋＡ／ｍであった。
【００８４】
低磁場での初期磁化率は、１．８であった。
【国際調査報告】
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