Изучение кинетики двойного лучепреломления в коллоидных системах при воздействии внешних электрического и магнитного полей

• Автор: Ерин, Константин Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 151 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

§ 1.1. Оптическая анизотропия коллоидных растворов во внешних полях. 9 § 1.2. Двойное лучепреломление и дихроизм коллоидов магнитных частиц

в электрическом и магнитном полях

§ 1.3. Влияние агрегирования частиц дисперсной фазы на оптические

свойства магнитных коллоидов

§ 1.4. Релаксация оптической анизотропии в магнитных коллоидах

Глава 2. Объект и методика исследования

§ 2.1. Выбор и исследование объектов

§ 2.2. Описание экспериментальной установки
§ 2.3. Методика исследования двойного лучепреломления и дихроизма магнитных коллоидов в стационарных и переменных внешних
полях
§ 2.4. Методика исследования оптической анизотропии в импульсных
полях
Глава 3. Кинетика оптической анизотропии в коллоидных растворах ферромагнетиков §3.1. Одночастичная ориентационная модель оптической анизотропии в коллоидных растворах ферромагнетиков и ее экспериментальная
проверка
§ 3.2. Экспериментальное изучение переходных процессов нарастания и
спада оптической анизотропии в магнитных коллоидах
§ 3.3. Кинетика эффекта компенсации в скрещенных электрическом и
магнитном полях
§ 3.4. Агрегаты частиц как причина индуцированной оптической

анизотропии в магнитных коллоидах
Глава 4. Применение коллоидов магнетиков для исследования электрических полей в жидких диэлектриках
§ 4.1. Оптические способы визуализации и измерения электрических
полей
§ 4.2. Измерение напряженностей электрических полей в жидких
диэлектриках, содержащих магнитные коллоидные частицы
Основные выводы и результаты
Литература
ВВЕДЕНИЕ

Созданные в конце 60-х годов XX века, высокодисперсные коллоидные растворы ферро- и ферримагнетиков получили в литературе название «магнитные жидкости» [1]. Магнитные жидкости сочетают в себе уникальные свойства: высокую магнитную восприимчивость и текучесть, присущую обычным жидкостям. Первоначально магнитные жидкости создавались как средство управления течением ракетного топлива в условиях невесомости [2], но в дальнейшем область их применения существенно расширилась. Наибольшую известность получили применения магнитных жидкостей для парогазовой и вакуумной герметизации вращающихся деталей машин, в магнитных опорах и подшипниках, в демпфирующих устройствах измерительных приборов и динамических головок [2], [3], [4]. Размеры
микрокристаллических частиц в устойчивых магнитных жидкостях составляют порядка 10 нм. Столь малый размер частиц дисперсной фазы позволяет магнитным жидкостями практически неограниченное время сохранять седиментационную устойчивость за счет интенсивного броуновского движения. В качестве материала магнитных коллоидных частиц используются железо, кобальт, гадолиний, никель, их ферриты и ферромагнитные окислы. Коагуляционная устойчивость магнитных жидкостей достигается введением в раствор поверхностно-активных веществ (мыл, спиртов, жирных кислот). Молекулы этих веществ образуют на поверхности твердых частиц адсорбционные слои с определенной ориентацией полярных групп. Это приводит к появлению потенциального барьера, препятствующего коагуляции: для сближения частицам необходимо затратить работу на преодоление сил молекулярного сцепления между молекулами жидкости и адсорбированным слоем [5], [6]. При использовании для стабилизации

сировался так, чтобы суммарный сигнал установки был равен нулю. Использование этой установки позволило построить фазовую диаграмму равновесия золь - агрегат для различных типов агрегатов, а также определить теплоту пептизации агрегатов [72], [81]. В [82] описан эксперимент но изучению квазиупругого рассеяния света магнитными коллоидами во внешнем магнитном поле. Из исследования функции корреляции интенсивности вычислен коэффициент диффузии и рассчитаны характерные размеры агрегатов, которые по предположению состоят из нескольких частиц, объединившихся в цепочку.
Интересно отмстить, что наличие в магнитных коллоидах агрегатов частиц может быть обнаружено не только оптическими измерениями, но и измерением поглощения ультразвука [83], а также по малоугловому рассеянию поляризованных нейтронов [84], [85]. На основе анализа экспериментальных данных по поглощению в магнитных жидкостях ультразвука в [83] рассчитаны характерные размеры агрегатов, оказавшиеся равными -50 нм. Анализ рассеяния нейтронов позволяет не только определять размеры магнитных коллоидных частиц, но и определять так называемый магнитный размер, т.е. размер намагниченной области в частице. В [84] проведены такие исследования для ненамагниченных магнитных жидкостей и получены размеры кластеров частиц порядка 30-40 нм, т.е. на один кластер приходится около 7 частиц. В этой работе также отмечено, что с разбавлением коллоида размеры агрегатов растут
Стандартные исследования индикатрисы рассеянного магнитной жидкостью света производились в [50] и [53]. Согласно [53] размер частиц по данным рассеяния оказался равным 25-250 нм, в зависимости от типа жидкой матрицы. В [50] показано, что величина наблюдаемого эффекта рассеяния значительно превышает значение, которое можно ожидать в соответствии с теорией Рэлея, для одиночных частиц диаметром 10 нм. Обнаружено, что индикатриса рассеяния лазерного луча носит