Диссертация на соискание ученой степени кандидата
физико-математических наук: 01.04.13 - Электрофизика,
электрофизические установки. — Ставропольский государственный
университет. — Ставрополь, 2006. — 178 с.
Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор
Диканский Ю.И.
Введение
Обзор литературы
Общие сведения о магнитных жидкостях
Развитие исследований магнитных свойств магнитных жидкостей
Взаимодействие частиц и процессы структурирования в магнитных жидкостях
Влияние процессов структурообразования на магнитные свойства магнитных жидкостей
Объект и методы экспериментальных исследований
Объект исследования
Методика и экспериментальные установки для исследования намагниченности магнитных жидкостей
Методика и техника исследования магнитной восприимчивости магнитных жидкостей
Методика исследования структуры магнитной жидкости
Эффекты взаимодействия структурированных магнитных жидкостей на основе керосина с электрическими и магнитными полями
Исследование особенностей возникновения агрегатов различных видов в магнитной жидкости на основе керосине
Особенности намагничивания МЖ с микрокапельными агрегатами, обусловленные воздействием электрического поля
Процессы деформации микрокапельных агрегатов в переменном магнитном поле и их влияние на магнитную восприимчивость магнитной жидкости
Особенности магнитных свойств магнитных жидкостей на вязких основах в электрическом и магнитном полях
Эффекты структурообразования и их влияние на магнитную восприимчивость высоковязких магнитных жидкостей
Магнитная восприимчивость магнитной жидкости на вязкой основе в электрическом и магнитном полях
Магнитная восприимчивость магнитной жидкости при наличии в ней сдвигового течения
Заключение
Список литературы Целью настоящей работы является изучение особенностей магнитных свойств магнитных жидкостей на различных основах, обусловленных структурной организацией коллоидных частиц, при взаимодействии с магнитным и электрическим полями. В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
изучение процессов структурообразования в магнитных жидкостям, обусловленных введением полимерных добавок (избытка поверхностно-активного вещества (ПАВ), минерального масла), и влияния образующихся структур на магнитные свойства магнитных жидкостей;
исследование магнитной восприимчивости магнитной жидкости с хорошо развитой микрокапельной структурой, подверженной действию электрического поля;
изучение особенностей магнитной восприимчивости магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами в поле центробежных сил инерции без и при дополнительном воздействии постоянного магнитного поля,
проведение анализа причин и механизмов наблюдающихся зависимостей;
исследование процессов структурообразования в магнитных жидкостях на основе минеральных масел и кремнийорганических сред в электрическом и магнитном полях, установление влияния возникающей структурной организации в системе однодоменных дисперсных частиц на функциональные зависимости магнитной восприимчивости;
изучение магнитной восприимчивости магнитной жидкости, подверженной действию сдвигового течения и магнитного поля, проведение анализа причин возможного ее изменения. Научная новизна диссертации состоит в следующем.
Выяснено, что введение в магнитные жидкости на основе керосина в качестве коагулянта минерального масла, как правило, приводит при некотором пороговом значении его объемного содержания к возникновению микрокапельных агрегатов, в отличие от избытка олеиновой кислоты, приводящего к возникновению квазитвердых агрегатов, в некоторых случаях имеющих отличный от нуля магнитный момент. Установлено, что возникновение в последнем случае намагниченных квазитвердых агрегатов происходит в магнитных жидкостях с достаточно большим значением среднего размера дисперсных частиц.
Впервые обнаружены особенности магнитной восприимчивости вращающейся магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами, вызванные деформацией микрокапельных "агрегатов под действием измерительного поля с последующей их переориентацией при вращение Установлено, что деформация агрегатов начинается при пороговом значении напряженности переменного магнитного поля, существенно меньшем, чем в случае действия постоянного поля, кроме того, оно зависит от частоты поля.
Показана возможность управления величиной магнитной восприимчивости магнитной жидкости с микрокапельной структурой путем одновременного деформационного воздействия переменного электрического и постоянного магнитного полей на микрокапельные агрегаты.
Обнаружена немонотонная зависимость времени релаксации намагниченности магнитных жидкостей на вязких основах от напряженности магнитного поля, предположительно обусловленная возникновением под действием магнитного поля цепочечных агрегатов.
Впервые показана возможность образования в магнитных жидкостях на вязких основах структурных решеток лабиринтного типа при воздействии на них постоянного электрического поля. Обнаружена зависимость магнитной восприимчивости таких МЖ от воздействия электрического поля, обусловленная происходящими в этом случае процессами структурной переорганизации.
Обзор литературы
Общие сведения о магнитных жидкостях
Развитие исследований магнитных свойств магнитных жидкостей
Взаимодействие частиц и процессы структурирования в магнитных жидкостях
Влияние процессов структурообразования на магнитные свойства магнитных жидкостей
Объект и методы экспериментальных исследований
Объект исследования
Методика и экспериментальные установки для исследования намагниченности магнитных жидкостей
Методика и техника исследования магнитной восприимчивости магнитных жидкостей
Методика исследования структуры магнитной жидкости
Эффекты взаимодействия структурированных магнитных жидкостей на основе керосина с электрическими и магнитными полями
Исследование особенностей возникновения агрегатов различных видов в магнитной жидкости на основе керосине
Особенности намагничивания МЖ с микрокапельными агрегатами, обусловленные воздействием электрического поля
Процессы деформации микрокапельных агрегатов в переменном магнитном поле и их влияние на магнитную восприимчивость магнитной жидкости
Особенности магнитных свойств магнитных жидкостей на вязких основах в электрическом и магнитном полях
Эффекты структурообразования и их влияние на магнитную восприимчивость высоковязких магнитных жидкостей
Магнитная восприимчивость магнитной жидкости на вязкой основе в электрическом и магнитном полях
Магнитная восприимчивость магнитной жидкости при наличии в ней сдвигового течения
Заключение
Список литературы Целью настоящей работы является изучение особенностей магнитных свойств магнитных жидкостей на различных основах, обусловленных структурной организацией коллоидных частиц, при взаимодействии с магнитным и электрическим полями. В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:
изучение процессов структурообразования в магнитных жидкостям, обусловленных введением полимерных добавок (избытка поверхностно-активного вещества (ПАВ), минерального масла), и влияния образующихся структур на магнитные свойства магнитных жидкостей;
исследование магнитной восприимчивости магнитной жидкости с хорошо развитой микрокапельной структурой, подверженной действию электрического поля;
изучение особенностей магнитной восприимчивости магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами в поле центробежных сил инерции без и при дополнительном воздействии постоянного магнитного поля,
проведение анализа причин и механизмов наблюдающихся зависимостей;
исследование процессов структурообразования в магнитных жидкостях на основе минеральных масел и кремнийорганических сред в электрическом и магнитном полях, установление влияния возникающей структурной организации в системе однодоменных дисперсных частиц на функциональные зависимости магнитной восприимчивости;
изучение магнитной восприимчивости магнитной жидкости, подверженной действию сдвигового течения и магнитного поля, проведение анализа причин возможного ее изменения. Научная новизна диссертации состоит в следующем.
Выяснено, что введение в магнитные жидкости на основе керосина в качестве коагулянта минерального масла, как правило, приводит при некотором пороговом значении его объемного содержания к возникновению микрокапельных агрегатов, в отличие от избытка олеиновой кислоты, приводящего к возникновению квазитвердых агрегатов, в некоторых случаях имеющих отличный от нуля магнитный момент. Установлено, что возникновение в последнем случае намагниченных квазитвердых агрегатов происходит в магнитных жидкостях с достаточно большим значением среднего размера дисперсных частиц.
Впервые обнаружены особенности магнитной восприимчивости вращающейся магнитной жидкости с микрокапельными агрегатами, вызванные деформацией микрокапельных "агрегатов под действием измерительного поля с последующей их переориентацией при вращение Установлено, что деформация агрегатов начинается при пороговом значении напряженности переменного магнитного поля, существенно меньшем, чем в случае действия постоянного поля, кроме того, оно зависит от частоты поля.
Показана возможность управления величиной магнитной восприимчивости магнитной жидкости с микрокапельной структурой путем одновременного деформационного воздействия переменного электрического и постоянного магнитного полей на микрокапельные агрегаты.
Обнаружена немонотонная зависимость времени релаксации намагниченности магнитных жидкостей на вязких основах от напряженности магнитного поля, предположительно обусловленная возникновением под действием магнитного поля цепочечных агрегатов.
Впервые показана возможность образования в магнитных жидкостях на вязких основах структурных решеток лабиринтного типа при воздействии на них постоянного электрического поля. Обнаружена зависимость магнитной восприимчивости таких МЖ от воздействия электрического поля, обусловленная происходящими в этом случае процессами структурной переорганизации.