Особенности функциональных зависимостей магнитной восприимчивости магнитных коллоидов, обусловленные процессами релаксации и взаимодействием частиц

• Автор: Куникин, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Общие сведения о магнитных жидкостях
1.2. Магнитные свойства однородных магнитных жидкостей
1.3. Особенности релаксации магнитных наночастиц
1.4. Взаимодействие частиц и процессы структурирования в магнитных жидкостях
1.5. О возможности фазовых переходов в магнитных жидкостях
Глава 2. Объект и методы экспериментальных исследований
2.1. Объект исследования
2.2. Методика и экспериментальные установки для исследования намагниченности магнитных жидкостей
2.3. Методика и техника исследования магнитной восприимчивости магнитных жидкостей
2.4. Методика исследования электрических и оптических свойств магнитной жидкости
Глава 3. Особенности температурных зависимостей комплексной магнитной восприимчивости магнитных коллоидов, обусловленные процессами релаксации намагниченности и взаимодействия дисперсных частиц
3.1. Исследованные образцы
3.2. Температурная зависимость магнитной восприимчивости и особенности ее характера для различных образцов магнитных коллоидных наносистем
3.3. Исследование магнитной жидкости при одновременном воздействии! электрического и магнитного поля
3.4. Учет магнитодипольного взаимодействия и процессов структу-

рирования при анализе результатов экспериментального исследования комплексной магнитной восприимчивости исследованных образцов магнитных жидкостей повышенной вязкости
3.5. Основные результаты и выводы главы
Глава 4. Особенности намагничивания и процессов релаксации в движущейся магнитной жидкости
4.1. Магнитная восприимчивость вращающейся магнитной жидкости. Эксперимент
4.2. Теория аксиальной магнитной восприимчивости вращающейся магнитной жидкости
4.3. Магнитная восприимчивость магнитной жидкости в сдвиговом те- 138 чении
4.4. Основные результаты и выводы главы
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Магнитные жидкости (МЖ), феррожидкости, магнитные дисперсные наносистемы, магнитоднэлсктрические коллоиды — коллоиды ферри- и ферромагнетиков, синтезированные в 60—х годах XX века, до настоящего времени привлекают достаточно большое внимание научных коллективов. Это связано с тем, что жидкие намагничивающиеся среды обладают целым рядом интересных свойств, проявляющихся при взаимодействии МЖ с электрическим и магнитным полями. Благодаря этому, появилась возможность их применения в машиностроении, технике’ и медицине.
Взаимодействие нанодисперсных магнитных частиц, и происходящие в
результате этого (а также при воздействии внешних силовых полей)
структурные превращения во многом определяют физические свойства
магнитных жидкостей. Некоторые свойства МЖ (электрофизические,
реологические, оптические и др.) в настоящее время являются достаточно
хорошо изученными. В свою очередь .исследование особенностей магнитных
свойств, обусловленных взаимодействием магнитных жидкостей с
электрическим и магнитным полями (а также при их совместном действии) и
связанных с этим процессом структурных превращений в- ансамбле
коллоидных наночастиц, требует дальнейшего развития. В большинстве
работ, посвященных изучению магнитных свойств таких сред, исследовались
МЖ с керосинов в качестве дисперсионной среды. Однако, подавляющее
большинство технических феррожидкостей синтезированы на гораздо более
вязких материалах, таких как минеральные масла, кремнийорганические
среды и т.д.. В технических устройствах на структурное состояние МЖ
оказывают влияние как внешние электрические и магнитные поля, так и
механические напряжения вызванные сдвиговыми деформациями и
гидродинамическими течениями. Эти явления необходимо учитывать при
проектировании и прогнозировании работоспособности технических

имных внутрицепочечных корреляций магнитных моментов феррочастиц внутри цепочек.
Во многих работах, посвященных экспериментальному исследованию процессов агрегирования, использовались оптические методы. В работе [101] изучалось обратимое образование цепочечных агрегатов в магнитной жидкости на основе воды. Было обнаружено изменение интенсивности света, прошедшего через кювету с магнитной жидкостью в магнитном поле, которое объясняется- образованием агрегатов. Наблюдения в оптический микроскоп показали, что образование агрегатов является обратимым, их длина зависит от напряженности-магнитного поля, а число частиц в агрегате во всех случаях превосходит значения; которые дает теория [82, 84 — 86]-. Оптический метод исследования - агрегирования был использован Бибиком Е.Е. [102]. Было обнаружено уменьшение прозрачности магнитной жидкости при воздействии •на нее магнитного поля, что связывалось авторами с происходящим при этом процессом агрегирования. Ими также рассмотрено влияние электрического поля, направленного перпендикулярно магнитному на магнитооптический эффект, обусловленный агрегированием.
Процессы агрегирования-с помощью дифракционного рассеяния света изучались в ряде работ [91, 103]. Теоретически рассеяние света тонкими слоями МЖ, содержащими- вытянутые вдоль поля агрегаты, было-рассмотрено Райхером Ю.Л. [103]. При этом предполагалось, что слой магнитной жидкости представляет собой чередование параллельных цепочек из частиц, так что межцепочечные промежутки образуют систему узких прозрачных щелей, рассеивающих свет.
Дифракционное рассеяние света тонкими слоями МЖ, подверженных действию магнитного поля, исследовано в работе [104], в которой предположено, что толщина агрегатов может удовлетворять статистическому распределению Лоренца.
В этом случае индикатриса рассеяния имеет вид: