磁流变液材料专利技术分析

磁流变液材料专利技术分析

高涛

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏 苏州 215163）

摘要：随着磁流变液材料的研究及应用不断深入，其研究越来越多。本文对磁流变液材料的专利技术的发展情况以及申请数量、申请人分布等进行了专利分析。

关键词：磁流变液；申请人；专利

1、引言

磁流变液是由软磁性颗粒均匀分散于载液和添加剂中而形成的一种特殊悬浮液，为一种新型的智能材料，在零磁场时，软磁材料颗粒呈现无序状，在外加磁场时，软磁颗粒在磁场作用下，按照磁力线方向有序排列，并呈现出类似于固体的力学持性，而当磁场撤掉后，又能够迅速地变回流动的液体状态[1]。磁流变液材料拥有众多优点，得到了广泛应用。

2、专利技术分析

为研究磁流变液材料专利技术的发展情况以及专利申请数量，本文以智慧牙、CNABS、DWPI专利数据库中的检索结果为分析样本，截止日期为2020年8月18日。将从申请量变化趋势、申请地区分布、以及申请人构成等方面来分析磁流变液材料的专利申请现状。

2.1磁流变液相关专利的全球申请概况

图1 磁流变液材料全球专利申请趋势（单位：件）

以“磁流变 or  Magnetorheological Fluid”为关键词在智慧牙数据库进行检索的结果，检索到的相关专利约2万篇。其中磁流变液材料涉及领域较广，几乎遍布各个领域，其中隔振、制动、抛光、汽车零件以及医疗等领域研究占比较多，这也与的磁流变液的主要应用分布有关。图1为全球专利申请趋势，根据历年申请量及其增长趋势可以发现。虽然磁流变在20世纪40年代已经发现，但在20世纪90年代之前，磁流变领域的研究较少，这是由于颗粒的沉降及磁流变液材料长期的化学和物理稳定性问题难以解决以及励磁装置较为复杂等原因，以及研究者的研究重点集中于电流变液，造成磁流变液的研究一直未被引起重视，因而磁流变液的研究一直处于停滞状态。自1996年第五届国际电流变会议之后，研究学者才再次注意到磁流变液，从此开始磁流变液的相关研究成果才大量涌现[1]。其中由图1也可直观地观察到直到90年代后期才不断增多，尤其是2011年之后增长迅猛，其中2019和2020年的申请量有些还未公开的原因，不能直接显示出其实际申请量,2021-2022年未在检索范围内。表明研究者们对磁流变液的研究热度还在不断增加。

在智慧牙数据库中对磁流变相关的专利的分类号进行了统计分析，全球磁流变液材料的专利主要分类号大多集中在F16F9、H01F1、B24B1、F16D37、F16F等相应的技术领域。其中F16F9为阻尼专利领域，其为磁流变液材料的主要应用领域，现已经有实际应用，研究的较多。而分类号H01F1下相关的磁流变液材料专利主要偏重于磁流变液材料本身的性能技术的研究，尤其为分类号H01F1/44·磁性液体下的相关专利技术，如铁磁流体材料，其为上游产业，其研究的深度直接影响磁流变液的性能，进而影响其中下游的应用范围和装置性能。因此，我们主要针对H01F1中有关磁流变液材料的专利技术进行分析。

2.2磁流变液材料在国内外的申请概况

分类号H01F1偏重于磁流变液材料的制备方法及性能的研究，本节主要基于该分类号相关的磁流变液材料专利在国内外的申请概况进行了分析。

图2 磁流变液材料专利国内外分布情况（单位：件）

图2为在CNABS、DWPI数据库中，根据磁流变关键词结合H01F1的分类号进行检索得到相关数据。观察到国外第一件有关磁流变的专利为Rabinow, J.于 20世纪40年代末申请的US2575360A，虽然国外申请专利较早，但早期专利申请较少，直到90年代后期才不断增加，其中国外专利在2009年达到了第一个峰值，申请量达到24篇，在2009-2011年经历了第一个谷底，随后又不断增加，到2016年国内申请量达到了38篇，2015年国外申请量达到了17篇。同样，国内有关磁流变的专利申请也是从90年代后期才不断增加，在2000年左右达到第一个峰值，随后降低到平稳增长。因而，从图2也可以确定磁流变液材料的领域的研发热情始终不减，市场还在高速发展期。

磁流变液材料在国内外专利申请主要申请人分布情况。国内有关申请中，马鞍山福来伊环保科技有限公司申请量较多，为11篇，但对其相关专利进行分析发现，其主要研究的为磁流变液的回收利用领域，噪音较多。刨除马鞍山福来伊环保科技有限公司，发现洛德公司和武汉理工大学有关磁流变液材料的专利申请量最多，均为10篇。同样中科院相关研究所、重庆大学、同济大学、华东师范大学、钢铁研究院等申请量也相对较多。此外也有少量公司和个人申请。研究发现，国内科研院所的申请量较多，国内公司申请较少，这与该领域的特殊性有关，需要具备一定的研发能力、技术支撑及投入资金等，需要克服较多的基础性问题。

在国外申请的申请人中，发现GENK、(FRRF) FERROFLUIDICS CORP、(LORD) LORD CORP、(DELP) DELPHI TECHNOLOGIES INC、(FRAU) FRAUNHOFER GES FOERDERUNG ANGEWANDTEN EV等公司申请量较多，分别为：18、18、17、17、7篇，国外申请的大公司较多，这与相应公司的研发能力、技术基础以及资金储备等有关，这些公司均为大公司，具备较强的研发能力，技术储备足，资金雄，研究较早。此外，这也与国内外科研院所的不同发展模式有一定关系。

磁流变液的性能直接影响磁流变液器件的工作效率及使用寿命，虽然磁流变材料已经研究较长一段时间，也在众多领域中有所应用，但现有磁流变液材料的性能不能满足特种应用领域的需求，市场对性能优异的磁流变液的需求越来越迫切。而性能良好的磁流变液需具备以下特性：(1)较低的零场粘度，(2)较高的磁饱和强度，(3)良好的磁化与退磁效应，(4)较宽的温度使用范围，(5)较低的磁滞率，(6)良好的抗团聚沉降稳定性，(7)响应时间快，(8)较大的剪切屈服应力，(9)良好的润滑耐磨性能[2]；上述方面也是磁流变液材料研发的主要热点。综上，随着磁流变液材料制备方法的技术发展，磁流变液材料整体技术发展前景较好，专利年度申请量呈现良好的上升态势。随着我国政府、科研单位以及企业对磁流变液材料发展的支持以及研发投入，预计未来一段时间内，磁流变液材料的专利申请量仍然会保持在一个较高的年度申请量水平，甚至会出现进一步增加的趋势。因此，未来一段时间，年度申请量仍然会增加，我国中小企业可以加大研发投入，开发新技术并增加相关专利的申请，进一步开放性能优异的磁流变液材料，以提高在未来市场上的竞争实力。

参考文献：

[1]钴颗粒形貌的调控及其对磁流变材料性能的影响，佟昱，大连理工大学博士学位论文，2019年12月。

[2]磁流变液的制备及其稳定性研究，周峰，上海工程技术大学硕士学位论文，2015年11月。