Механизм формирования многослойной структуры магнитной жидкости в приэлектродной области

• Автор: Бондаренко, Елена Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 130 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ С ЭЛЕКТРОДОМ В УГЛЕВОДОРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ
ЕЕ Электрические и электрооптические свойства магнитной жидкости 9 1.2. Электроповерхностные явления в углеводородных средах
ЕЗ. Особенности поведения коллоидных частиц в углеводородных
жидкостях
ГЛАВА П.ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исследования
2.2. Описание экспериментальных установок и оценка погрешности измерений
2.3. Методика определения электрических параметров ячейки
с магнитной жидкостью
3.3. Методика определения концентрации магнитной жидкости
вблизи электрода
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПРИЭЛЕК-ТРОДНОГО СЛОЯ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ
3.1. Нелинейный характер электропроводности ячейки с магнитной жидкостью в постоянном и импульсном электрических полях
3.2. Дисперсия электрических параметров ячейки с магнитной жидкостью в переменных электрических полях
3.3. Определение величины и области локализации объемного заряда по измерениям электрических параметров ячейки с магнитной жидкостью
3.4. Определение концентрации магнитной жидкости в приэлектродном слое по изменению отражательной способности ячейки
3.5. Кинетика процесса образования приэлектродного слоя
дисперсной фазы
3.6. Некоторые практические применения явления электроотражения
ГЛАВА IV. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЫ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ В ПРИЭЛЕКТРОДНОМ СЛОЕ
4.1. Уравнение, описывающее движение частицы в электрическом поле
4.2. Роль электрофореза в формировании приэлектродного слоя
4.3. Изменение энергии взаимодействия слоя частиц с электродом в электрическом поле
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ.

Первые магнитные коллоиды, носившие название «феррожидкости», были синтезированы примерно в 60-х годах XX века [6]. Создание магнитных жидкостей повлекло за собой их интенсивное исследование, которое выросло в самостоятельное научное направление. Под магнитными жидкостями в настоящее время понимают высокодисперсные коллоидные растворы однодоменных ферро- и ферримагнитных частиц в различных дисперсионных средах: керосине, трансформаторном и индустриальном масле, воде, крем-нийорганических соединениях. В качестве твёрдой фазы используют высокодисперсные Бе, №, Со, ферромагнитные окислы у-Ре20з, Ре304, ферриты N1, Со. Для предотвращения коагуляции в следствие диполь - дипольного и других взаимодействий, и последующего укрупнения частиц применяют стабилизирующие добавки, которые обеспечивают агрегативную устойчивость магнитных коллоидов [17]. Благодаря малым размерам (5-20 нм) твёрдые частицы находятся в интенсивном броуновском движении, препятствующем их оседанию. Жидкость не расслаивается и сохраняет свою однородность практически неограниченное время. Высокими эксплуатационными характеристиками (агрегативная устойчивость, срок хранения) обладают магнетито-вые коллоиды на углеводородной основе [92]. Магнитные жидкости такого типа, обладают управляемыми электрофизическими свойствами. Изменение концентрации дисперсной фазы позволяет изменять проводимость среды. Одним из наиболее существенных преимуществ является высокая повторяемость результатов по исследованию электрофореза. В связи с этим, магнитные жидкости могут служить модельной средой для изучения процессов электроочистки жидкостей от загрязнений ультрамалых размеров (10 - 100 нм).
В электрическом поле наблюдается явление изменения спектра отражения от тонкой пленки на поверхности магнитной жидкости [94]. Явление

Высушиванием МЖ в сосуде с площадью открытой поверхности <5=80 см2 в течение полугода была получена паста концентрацией с-32±0, 5 об. %. Концентрация пасты определялась по известным массам исходной и высохшей жидкостей. Считая, что при высушивании масса и объем магнетита не изменяются, можно записать соотношения:

= <2-7>
где <р, <р - концентрации исходной и высохшей жидкостей соответственно;
V4 = const - объем частиц;
V, V] - объемы исходной и высохшей жидкостей соответственно.
тл тл 9 V 9 ' т р'х /->
v4=(p-v => 9]=77~ => ?>i=
К, mvp
где /?, - плотности исходной и высохшей жидкостей соответственно.
Но из (2.5) р'х =9{Рх -Р2)+Рг>
(р-т-(ру(р - р2) + <р
Поэтому <Р
тх-р
(D * ТУХ о
и окончательно <р, =
т1-р-<р-т(р]-р2)
Массы т и mj магнитной жидкости определялись по разности масс сосуда с жидкостью и без нее, взвешиванием на аналитических весах с абсолютной погрешностью не более 3 мг, что составляет менее 1 % от измеряемой величины. Концентрации меньше начальной получали разбавлением исходной жидкости жидкостью носителем - керосином марки ТС1 в заданном объемном соотношении до нужной концентрации (10'3-10'4 ), затем образцы отстаивались в течение месяца, чтобы пептизировались агрегаты, которые образуются при разбавлении, и только после этого жидкость использовалась в качестве образцов для экспериментов. Перед разбавлением измерялась проводимость керосина и составляла 10"10-Ю'12 (Ом м)"1.