Приповерхностные и межфазные явления в магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях и их техническое применение

• Автор: Кандаурова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 305 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Магнитная жидкость МЖ гетерогенная система.

1.2 Взаимодействие частиц и агрегирование в магнитной жидкости.

1.3 .Электрические свойства коллоидов

1.4 .Явления самоорганизации. Авговолновые процессы

Глава2. АГРЕГИРОВАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АГРЕГАТОВ

МАП 1ИТ1ЮЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ.

2.1 .Объект и методы исследования

2.2 Методика измерения плотности, вязкости, поверхностного натяжения

и намагниченности магнитной жидкости.

2.3 Исследование слабоконцентрированной жидкости но рассеянию света .
2.3.1. Определение наличия агрегатов в магнитной жидкости методом рассеяния света
2.4 Агрегаты как гетерофазные флуктуации.
2.5 Изменение функции распределения агрегатов по числу частиц
в электрическом и магнитном полях.
2.5.1. Модель цепочечных агрегатов в магнитном поле
2.5.2. Модель цепочечных агрегатов в электрическом поле
2.6. Влияние электрического, магнитного полей на распределение агрегатов
по размерам экспериментальные результаты и их обсуждение.
Глава 3. ПРИПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ ЯЧЕЙКЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ
3.1. Методика измерения магнитоэлектрооптических параметров магнитного коллоида в отражнном свете
3.2. Методика измерения электрических параметров электрохимической ячейки с магнитной жидкостью
3.3. Отражательная способность электрохимической ячейки с магнитной жидкостью в электрическом поле.
3.3.1. Изменение отражательной способности электрохимической
ячейки в зависимос ти от концентрации магнитной жидкости
3.3.2. Изменение спектра отражения электрохимической
ячейки в электрическом поле.
3.3.3. Кинетика изменения спектра отражения.
3.3.4. Низкочастотная дисперсия электрических параметров электрохимической ячейки.
3.4.Обсуждение результатов элекгрооптических и электрических измерении. .
3.5.Механизм образования слоистой структуры в приповерхностной
области электрохимической ячейки.
3.6. Самоорганизация автоволны в приповерхностном слое магнитной жидкости в электрическом поле
3.6.1. Установка для наблюдения и исследования автоволн. Характерные признаки автоволновых явлений.
3.6.2.Возможный механизм автоволнового процесса. Уравнение автоволн
Глава 4. ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ, ИМЕЮЩЕЙ СВОБОДНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.
4.1. Деформация плоской поверхности МЖ при воздействии электрического, магнитного и улыразвукового полей.
4.2 Деформация капли магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях.
4.3. Неустойчивость и колебания свободной поверхности магнитной жидкости в магнитном и электрическом полях
4.4. Динамика капли МЖ в электрическом и магнитном полях
4.4.1. Вынужденные колебания односвязной капли МЖ в магнитном поле. .
4.4.2. Вынужденные и автоколебания односвязной капли МЖ в электрическом и магнитном полях
4.5. Релаксационные автоколебания капли магнитной жидкости
при большом внешнем сопротивлении.
ГЛАВА 5 .ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ В МАП 1ИТЫХ ЖИДКОСТЯХ 2 5.1.Электроуправляемый светофильтр в области видимого света
5.2. Исследование свойств и возможностей применения электрохимической ячейки
5.2.1. Электрофорезный нульиндикатор.
5.2.2. Усилитель малых токов на базе электрофорезного нульиндикатора
5.2.3. Индикатор теплового излучения
5.2.4. Пространственновременной модулятор света
5.3. ЭГДструи. Периодическое течение ЭГД струй. Магнитожидкостный электро нейтрализатор
5.4.Теплообмен при электроконвекции и струйном течении МЖ
5.5. Микрокапельные агрегаты применение для контроля качества
магнитных головок
Заключение.
Литература


Так как в качественно приготовленной магнитной жидкости все твердые частицы окружены слоем поверхностноактивного вещества, то объемная проводимость магнитной жидкости должна определяться, повидимому, концентрацией носителей заряда и их подвижностью в жидкой фазе. В многочисленных экспериментах было обнаружено, что электропроводность магнитных жидкостей зависит от объемной концентрации с магнетита не монотонным образом . Изменение электропроводности, измеренной на постоянном токе, происходит по аналогии с истинными растворами и дисперсными системами при с0,4 9, так как увеличивается концентрация носителей заряда, по мнению авторов, без образования агрегатов. Дальнейший рост концентрации приводит к росту агрегатов, подвижность носителей заряда, связанных с частицами магнетита, уменьшается, электропроводность надает. Известно, что аналогичный вид зависимости электрической проводимости свойственен растворам сильных электролитов, и снижение проводимости в области высоких концентраций объяснялось падением подвижности ионов при увеличении общего числа носителей заряда. Это обстоятельство позволяет предположить, что в магнитных жидкостях существует примесной тип проводимости. Теоретические исследования зависимости проводимости магнитной жидкости от параметров жидкостиносителя и дисперсной фазы были приведены в работе . Здесь ао проводимость жидкостиносителя, а радиус частицы, I коэффициент диффузии ионов. Из соотношения 1. ОО0 с увеличением а проводимость магнитной жидкости убывает, при ОО0 растет. Проводимость магнитной жидкости растет и при увеличении частоты изменения напряженности электрического поля. Влиянию магнитного поля на электропроводность магнитной жидкости не однозначно. Для рядя магнитных жидкостей электропроводность не зависит от напряженности магнитного поля, для других эта зависимость наблюдается в более или менее явном виде. Это подтверждает наличие в магнитной жидкости механизма электропроводности, связанного с объемной и поверхностной проводимостью примесей . Рядом авторов разработаны методики прогнозирования электрических параметров электрического сопротивления 8, резонансная частота в зависимости от воздействия внешних факторов, например, неоднородного магнитного поля, температуры, действия гравитационных и центробежных сил. Г зп 2УЧ 2У 2УЛ П 2 а
а , 3 сг0й2ао2ст0
1. Так, в работе предложена методика, но которой изменения, происходящие в структуре магнитной жидкости оценивались по изменению диэлектрических потерь б и значению резонансной частоты. В результате исследования установлено, что МЖ , показывающее меньшее изменение сопротивления при наложении магнитного поля, обладают повышенной коллоидальной устойчивостью. В работе рассчитано значение энергии активации, на основании чего автором сделан вывод о примесном характере проводимости с различного рода структурными образованиями в магнитной жидкости. Сопоставляя проводимость и величину энергии активации, автор утверждает, что для образцов МЖ с концентрацией от 0,4 до ,7 наблюдается компенсационный эффект. Автор показывает влияние магнитного поля на электропроводимость, связанное с образованием цепочечных агрегатов и повышением вязкости приводит экспериментальные зависимости электропроводности и диэлектрических потерь в зависимости от частоты. Магнитные жидкости во внешних полях становятся анизотропными и обнаруживают ряд магнитооптических эффектов обзоры в работах , , , , . При этом наблюдаются такие эффекты как изменение прозрачности магнитных жидкостей в направлении приложенного магнитного поля, , и двойное лучепреломление , дифракция и рассеяние света , . Эти эффекты связаны с анизотропностью оптических, электрических и магнитных свойств коллоидных частиц, которые ориентируются магнитным полем, а также с анизотропным расположением самих частиц в магнитном поле, так как среднее расстояние между частицами вдоль и поперек поля различно. Исследование оптических свойств магнитных жидкостей позволяет сделать предположение о существовании агрегатов различных размеров, которые под действием поля вытягиваются и образуют цепочки.