2025年磁浆制备工岗位操作技能考核试卷及答案

2025年磁浆制备工岗位操作技能考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.磁浆制备中，纳米级Fe₃O₄颗粒分散时，若选用非离子型分散剂，其主要作用机制是（）。A.静电排斥B.空间位阻C.电荷中和D.降低表面张力2.高剪切分散机运行时，若发现电机电流持续超过额定值120%，优先采取的措施是（）。A.提高转速增强分散效果B.立即停机检查负载C.降低物料温度D.添加稀释溶剂3.磁浆研磨工序中，锆珠填充率应控制在（）范围内以避免研磨效率下降和设备过载。A.30%-40%B.50%-60%C.70%-80%D.85%-95%4.采用旋转粘度计检测磁浆粘度时，若转子型号选择错误（实际应选3号转子却用了1号），会导致测量值（）。A.偏高B.偏低C.无影响D.波动增大5.磁浆消泡工序中，超声波消泡设备的最佳工作频率范围是（）。A.10-20kHzB.20-40kHzC.50-80kHzD.100-150kHz6.磁浆过滤时，若选用5μm孔径的滤芯后仍检测到10μm以上颗粒，可能的原因是（）。A.滤芯材质与磁浆相容性差B.过滤压力过低C.滤芯安装时密封不严D.磁浆温度过高7.制备含钴铁氧体磁浆时，原料中Co²⁺与Fe³⁺的摩尔比应控制在（）以保证磁性能稳定。A.1:1B.1:2C.1:3D.1:48.高速分散过程中，分散盘线速度需控制在（）m/s以平衡分散效率与颗粒破碎风险。A.5-8B.10-15C.20-25D.30-359.磁浆存储时，若环境湿度超过65%，最可能引发的质量问题是（）。A.磁性颗粒氧化B.粘度异常升高C.溶剂挥发过快D.分散剂水解失效10.检测磁浆Zeta电位时，若样品稀释用去离子水的电导率高于5μS/cm，会导致测量结果（）。A.绝对值偏大B.绝对值偏小C.无变化D.波动加剧11.研磨机运行时，若冷却水流量低于额定值的70%，应（）。A.继续运行并观察温度B.立即停机检查冷却系统C.降低研磨介质填充率D.提高进料速度12.制备金属磁粉磁浆时，添加抗氧剂的最佳阶段是（）。A.原料混合初期B.研磨完成后C.分散工序中期D.过滤前13.磁浆pH值调节时，若需将pH从4.5调至8.0，应优先选择（）作为调节剂。A.盐酸B.氨水C.醋酸D.氢氧化钠14.动态光散射法（DLS）检测磁浆颗粒粒径时，若样品浓度过高，会导致（）。A.粒径测量值偏大B.粒径分布变窄C.信号强度不足D.多次散射干扰15.磁浆涂布前粘度需调整至（）mPa·s（25℃）以满足涂覆均匀性要求。A.50-100B.150-250C.300-400D.500-800二、判断题（每题1分，共10分）1.磁浆制备中，原料称量允许误差为±0.5%，主要是为了控制成本。（）2.高剪切分散机启动时应先低速运转，待物料流动后再逐步提升转速。（）3.研磨介质（锆珠）的密度越大，研磨效率越高，因此应优先选择高密度锆珠。（）4.磁浆消泡时，真空度越高越好，可完全消除所有气泡。（）5.检测磁浆磁性时，需确保样品干燥后再进行振动样品磁强计（VSM）测试。（）6.设备清洁时，可用钢丝球擦拭研磨机腔体，以彻底清除残留磁浆。（）7.磁浆存储温度应控制在5-25℃，避免低温下溶剂凝固或高温下成分分解。（）8.更换分散剂类型时，无需调整分散时间，只需保持转速不变即可。（）9.磁浆过滤时，滤芯孔径应小于目标颗粒的最大允许粒径。（）10.发生溶剂泄漏时，应立即用拖把清理，避免挥发造成空气污染。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述磁浆制备中“预分散-研磨-终分散”三段式工艺的核心目的。2.列举影响磁浆分散稳定性的三个关键因素，并说明其作用机制。3.研磨工序中，如何通过观察物料温度和研磨机电流判断研磨效果是否达标？4.磁浆粘度偏高时，可采取哪些调整措施？需注意哪些风险？5.简述有机溶剂（如甲乙酮）使用过程中的安全操作要点。四、实操题（每题10分，共20分）1.模拟操作：现有一批Fe₃O₄磁粉（平均粒径80nm）、分散剂（高分子量聚羧酸铵盐）、溶剂（环己酮：甲苯=3:1）、防沉剂（有机膨润土），请写出从原料称量到预分散完成的操作步骤（需包含关键参数控制）。2.异常处理：研磨机运行30分钟后，监测到出口物料温度持续上升至65℃（正常≤50℃），且电机电流较初始值升高25%，请分析可能原因并列出处理流程。五、综合分析题（10分）某批次磁浆涂布后出现“磁层发花”缺陷，检测发现磁浆Zeta电位为-15mV（正常应为-30mV以下），且粒径分布D90=120nm（正常≤100nm）。结合磁浆制备工艺，分析可能的原因及改进措施。答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.B5.B6.C7.C8.B9.D10.B11.B12.A13.B14.D15.B二、判断题1.×（主要为控制磁性能一致性）2.√3.×（需匹配物料硬度，过高密度可能导致颗粒过度破碎）4.×（真空度过高可能引发溶剂沸腾）5.√6.×（钢丝球会划伤腔体，应使用软质毛刷）7.√8.×（不同分散剂作用机制不同，需调整时间）9.√10.×（应先通风，用吸液棉吸附后处理）三、简答题1.预分散：初步润湿磁性颗粒，打破软团聚；研磨：通过机械力破碎硬团聚，细化粒径至纳米级；终分散：重新稳定颗粒，防止二次团聚，确保分散均匀性。2.（1）Zeta电位：绝对值≥30mV时，静电排斥主导，稳定性好；（2）分散剂吸附层厚度：高分子分散剂形成空间位阻，厚度需≥5nm；（3）颗粒粒径分布：窄分布减少大颗粒沉降风险。3.温度：正常研磨时温度缓慢上升（≤5℃/10min），若升温过快（＞10℃/10min）可能研磨过度或介质填充率过高；电流：初始电流较高（分散阶段），稳定后应降至额定值的60%-70%，若持续偏高可能介质老化或物料粘度异常。4.措施：添加稀释溶剂（按配方比例）、降低分散转速延长分散时间（促进溶剂渗透）；风险：溶剂过量可能降低固含量影响磁性能，延长分散时间可能导致颗粒过度破碎。5.要点：佩戴防溶剂手套/护目镜；操作区通风量≥5次/小时；禁止明火（有机溶剂闪点＜23℃）；泄漏时用防爆吸液棉吸附，密封后交危废处理；存储温度≤30℃，存量不超过当班用量。四、实操题1.步骤：（1）称量：磁粉（按配方量±0.3%）、分散剂（磁粉质量3%-5%）、溶剂（总量60%-70%）、防沉剂（磁粉质量0.5%-1%）；（2）预混：将溶剂加入分散罐，启动低速搅拌（200-300rpm），缓慢加入防沉剂，搅拌10min至完全溶胀；（3）加磁粉：提升转速至500rpm，分3次加入磁粉（间隔2min），加完后继续搅拌15min，确保无干粉团聚；（4）分散剂添加：转速升至800rpm，加入分散剂，持续搅拌30min，观察物料由粘稠变流动（粘度≤500mPa·s）；（5）检测：取样用刮板细度计检测，≤5μm为合格，否则延长分散10min。2.可能原因：（1）研磨介质填充率过高（＞80%），摩擦生热增加；（2）冷却水流量不足（＜额定80%）或水温过高（＞25℃）；（3）进料速度过快（超过研磨机处理能力）；（4）锆珠磨损严重（粒径＜初始80%），摩擦系数增大。处理流程：①立即停机，关闭进料阀；②检查冷却水压力（应≥0.3MPa）、水温（应≤20℃），清理冷却管路过滤器；③排出部分研磨介质，调整填充率至70%-80%；④检查锆珠粒径，更换磨损严重的介质（粒径＜0.8mm需替换）；⑤重启后降低进料速度（初始为额定50%），监测温度（5min内降至40℃以下为正常）。五、综合分析题可能原因：（1）分散工序：分散剂用量不足（未达到磁粉质量3%）或分散时间过短（＜60min），导致Zeta电位低（静电排斥弱），颗粒易团聚（D90超标）；（2）研磨工序：研磨介质粒径过大（＞1mm）或研磨时间过长（＞2h），导致颗粒破碎后表面能升高，未及时稳定；（3）消泡工序：真空度不足（＜-0.08MPa）或时间过短（＜20min），气泡残留破坏分散结构；（4）存储环节：磁浆存放时间超过48h，分散剂解吸导致稳定性下降。改进措施：①调整分散剂用量至磁粉质量4%-5%