Структурная организация магнитных коллоидов в электрическом и магнитном полях

• Автор: Нечаева, Оксана Александровна
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Природа магнитных жидкостей
1.2. Взаимодействие частиц и представления о фазовых переходах в магнитных жидкостях
1.3. Концентрационные структурные образования в тонких слоях магнитной жидкости и связанные с ними оптические эффекты
1.4. Электрофизические свойства магнитных жидкостей
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объект исследования
2.2. Методика и техника исследования структурных превращений магнитных жидкостей в электрическом и магнитном полях
2.3. Методика исследования намагниченности магнитных жидкостей
2.4. Методика определения диэлектрической проницаемости магнитной жидкости
ГЛАВА 3. МИКРОКАПЕЛЬНАЯ СТРУКТУРА В МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ; ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИИ МИКРОКАПЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ.
3.1. Магнитная жидкость с микрокапельными агрегатами
3.2. Особенности деформации микрокапельных агрегатов, содержащихся
в магнитной жидкости при воздействии электрического поля
3.3. Особенности деформации микрокапель при одновременном воздействии электрического и магнитного полей
3.4. Развитие колебательной неустойчивости деформированных капель 80 ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ РЕШЕТОК В ТОНКИХ СЛОЯХ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ

4.1. Фазовый переход в магнитных жидкостях в постоянном электрическом поле
4.2. Структурные превращения в двухфазной магнитной жидкости в переменном электрическом поле
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Работа посвящена исследованию высокодисперсных коллоидов ферромагнетиков («магнитных жидкостей»), до настоящего времени остающихся объектом, привлекающим широкий интерес исследователей. Внимание к магнитным жидкостям объясняется не только возможностью их практического применения, но и возникновением целого ряда физических проблем, касающихся только таких сред. Благодаря уникальному сочетанию магнитными жидкостями текучести и способности взаимодействовать с магнитным полем, они обладают оригинальными магнитомеханическими, термомагнитными, магнито- и электрооптическими свойствами, исследованию которых посвящено достаточно большое количество работ. Наблюдающиеся в магнитных жидкостях эффекты во многом определяются свойствами дисперсных частиц, их диполь-дипольным взаимодействием и связанным с ним структурным состоянием системы. Ряд особенностей свойств магнитных жидкостей связан с наличием в магнитных жидкостях системы агрегатов определенного типа. Появление агрегатов в магнитных жидкостях, как правило, связывается с проявлением магнитодипольного взаимодействия между однодоменными дисперсными частицами и воздействием магнитных полей. Вместе с тем, на структурное состояние магнитных коллоидов существенное влияние могут оказывать также и электрические поля. При этом, наиболее интересные эффекты, по-видимому, могут возникать в достаточно тонких слоях магнитных коллоидов, где велико влияние двойных электрических слоев, образующихся у электродов. Кроме того, действие электрического поля может приводить к возникновению электрогидродинамической неустойчивости, изменению, вследствие этого, структурного состояния системы, что в свою очередь может оказать существенное влияние на физические свойства магнитных коллоидов. В связи с этим, в настоящее время актуальными являются исследования процессов возникновения и трансформации в магнитных

19,5 % диэлектрическая проницаемость магнитной жидкости возросла от 3 до 9. Частотные исследования диэлектрической проницаемости показали, что при увеличении частоты электрического поля диэлектрическая проницаемость уменьшается [98], причем наибольший спад наблюдался при частотах электрического поля 102 - 103 Гц, а в диапазоне частот 103 - 107 Гц диэлектрическая проницаемость образцов была постоянна и практически не зависела от концентрации магнетита [93]. Напротив, тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 105 Гц высок и сильно зависит от концентрации магнетита.
Существенное влияние на величину диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь оказывает температура. Так, в [99] говорится о монотонном возрастании диэлектрической проницаемости магнитной жидкости с ростом температуры и монотонном убывании tg5 исследуемого образца.
Дополнительное воздействие магнитного поля приводит к увеличению диэлектрической проницаемости магнитной жидкости [100, 101], причем, при частоте электрического поля 10 кГц и при дополнительном воздействии магнитного поля в диапазоне от 20 до 800 кА/м наблюдался гистерезис диэлектрической проницаемости.
В последнее время появилось большое количество работ, посвященных изучению электрофизических свойств тонких слоев магнитных жидкостей при воздействии поляризующего напряжения разной величины. Как и в любой коллоидной системе в магнитной жидкости в электрическом поле наблюдается электрофорез, то есть наложение электрического поля приводит к миграции заряженных частиц, а, следовательно, к изменению концентрации твердой фазы в приэлектродных слоях. Таким образом, при помещении плоскопараллельной ячейки с магнитной жидкостью в постоянное электрическое поле у одного из электродов формируется область с повышенным сопротивлением и большей плотностью объемного заряда. Этот процесс исследован в [102]. Авторами экспериментально была