Исследование свойств приэлектродного слоя магнитной жидкости по эллипсометрическим и электрофизическим измерениям

• Автор: Дискаева, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ГЛАВА 1. Электрофизические и электрооптические явления в

магнитоэлектрических дисперсных системах

1.1. Электрофизические свойства магнитной жидкости

1.2. Особенности электрофизических и электрооптических свойств 17 магнитной жидкости в электрическом поле

ГЛАВА 2. Объект и методика экспериментального исследования

2.1. Объект исследования

2.2. Экспериментальная установка и методика определения

толщины приэлектродного слоя магнитной жидкости эллипсометрическим методом в стационарных электрических полях

2.2.1. Нулевая эллипсометрическая схема для работы в 34 отраженном свете

2.2.2. Методика проведения эллипсометрических измерений

2.2.3. Определение оптических параметров отражающей

системы
2.3. Автоматизированная экспериментальная установка и методика 51 изучения кинетики процесса изменения приэлектродного слоя магнитной жидкости в электрическом поле
ГЛАВА 3. Оптические и электрические свойства приэлектродного 59 слоя магнитной жидкости в стационарных и нестационарных электрических полях
3.1. Численное моделирование систем однородных слоев
3.2. Экспериментальное исследование изменения эллипса 66 поляризации света, отраженного от приэлектродной области ячейки с магнитной жидкостью
3.3. Экспериментальное определение толщины приэлектродного 71 слоя магнитной жидкости в электрическом поле эллипсометрическим методом при отражении света от границы «магнитная жидкость - тонкий

прозрачный электрод»
3.4. Кинетика образования приэлектродного слоя магнитной 95 жидкости в электрическом поле
3.5. Особенности электрических свойств магнитной жидкости в 101 электрическом поле
ГЛАВА 4. Физическая модель образования приэлектродного слоя
магнитной жидкости в электрическом поле
4.1. Уравнение, описывающее движение частицы в электрическом
поле
4.2. Влияние электрофореза при формировании приэлектродного 116 слоя магнитной жидкости
4.3. Физическая модель образования приэлектродного слоя 122 магнитной жидкости в электрическом поле
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность проблемы
Магнитные жидкости (МЖ) обладают уникальным сочетанием электрических, оптических и магнитных свойств, что делает такие жидкости привлекательными объектами для исследования и открывает широкие возможности их технического использования [115, 16-18]. Наблюдаемые в магнитной жидкости явления во многом определяются свойствами малых частиц, их взаимодействием во внешних полях и структурным состоянием системы частиц.
Поведение МЖ в электрическом поле, приводит к появлению интересных фактов. В частности, к образованию необычайно большого заряда, по величине на 3-4 порядка превышающего заряд, накапливаемый в плоском конденсаторе аналогичных геометрических размеров, появлению неоднородности в распределении электрического поля в приэлектродной области, существованию особенностей электропроводности МЖ в электрическом поле и др.
При изучении электромагнитооптических свойств обнаруживается ряд эффектов: двойное лучепреломление в магнитном и электрическом полях, дифракционное, анизотропное и квазиупругое рассеяние света. Кроме этого, в электрическом поле вследствие увеличения концентрации частиц вблизи электрода, наблюдается изменение отражательной способности ячейки с МЖ, образование вблизи электрода различных структур, возникновение автоволновых процессов и др.
В связи с этим, МЖ могут служить модельной средой для изучения процессов электроочистки жидкостей от загрязнений ультрамалых размеров (10 - 100 нм), а так же для изучения автоволновых процессов и процессов самоорганизации.
Процессы проводимости, электризации и поведение твердых проводящих и изолирующих частиц в слабопроводящих жидкостях взаимосвязаны. При этом возникающие электрооптические особенности

мнимой части комплексного показателя преломления от концентрации магнетита на участке [0..33 об.%]. Таким образом установлена линейная связь между эллипсометрически измеренной величиной - показателем преломления и одним из основных параметров МЖ - объемной концентрацией магнетита в керосине. Линейная связь имеет прямо пропорциональную зависимость, т.е. по увеличению значения показателя преломления МЖ можно судить об увеличении концентрации магнетита.
э.гз
з.оз
2,33
I г.сз
* 2,43
І 2,23
£ 2
Ї 1.83 ь
0 10 20 ЭЗ 4(1 50 60 70 И 93
Ой.с миля кпітсиїрлішя машете»
—-—Ііміїср Хаим і * МЖ-25 + №с» ——— ВюстшипнаяМЖ
Рисунок 6. Экспериментальные данные определения действительной части показателя преломления и ее экстраполяция по соотношениям теорий Вагнера и Ханаи (формула Бруггемена)
Ооьсмиал пчшсшрацпя мапкимн Шгаср Ханаи ♦ МЖ-25 + Маш • Высушенная МЖ
Рисунок 7. Экспериментальные данные определения мнимой части показателя преломления и ее экстраполяция по соотношениям теорий Вагнера и Ханаи (формула Бруггемена)