Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ / Математика

Экспериментальное исследование взаимодействия частиц и структурных превращений в магнитных жидкостях

Диссертация

Автор: Диканский, Юрий Иванович

Заглавие: Экспериментальное исследование взаимодействия частиц и структурных превращений в магнитных жидкостях

Справка об оригинале: Диканский, Юрий Иванович. Экспериментальное исследование взаимодействия частиц и структурных превращений в магнитных жидкостях : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.01.15, 01.04.11 Ставрополь, 1984 126 c. : 61 85-1/300

Физическое описание: 126 стр.

Выходные данные: Ставрополь, 1984






Содержание:

Введение
Глава I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
§ 11 Физическая природа магнитных жидкостей
§ 12 Представление о магнитной жидкости как однородной среде
§ 13 Образование агрегатов и взаимодействие частиц в магнитных жидкостях
§ 14 Методы измерения магнитной восприимчивости магнитных жидкостей
Глава 2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
§ 21 Объект исследования
§ 22 Методика и экспериментальные установки для исследования магнитной восприимчивости магнитных жидкостей
§ 23 Методика исследования двойного лучепреломления
МЖ в сдвиговом течении
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЯХ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ
МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ
§ 31 Зависимость магнитной восприимчивости МЖ от концентрации дисперсной фазы
§ 32 Исследование температурной зависимости магнитной восприимчивости МЖ
§ 33 Изучение межчастичного взаимодействия и структурных превращений в Ж по концентрационным зависимостям магнитной восприимчивости
§ 34 Изучение межчастичного взаимодействия и структурных превращений в Ж по температурным зависимостям магнитной восприимчивости
§ 35 Влияние агрегирования на магнитное состояние магнитных жидкостей
§ 36 Магнитогранулометрия в магнитных жидкостях с учетом взаимодействия частиц
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ
ПРЕВРАЩЕНИЙ В Ж В СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ
§ 41 Исследование структурных превращений в Ж по магнитореологическим измерениям
§ 42 Исследование структуры Ж оптическими методами

Введение:
Высокодисперсные суспензии ферро- и ферримагнетиков, синтезированные около полутора десятков лет назад и получившие название "магнитные жидкости", в настоящее время привлекают все большее внимание исследователей. Интерес к исследованию магнитных жидкостей МЖ связан с их применением в машиностроении, приборостроении, медицине. Применение магнитных жидкостей основано на их взаимодействии с внешним магнитным полем, вызывающим ряд магнитомеханических, термомагнитных и магнитооптических эффектов, которые во многом определяются свойствами малых частиц, их гранулометрическим составом и диполь-дипольным взаимодействием. На практике применяются в основном высококонцентрированные магнитные жидкости различных типов: магнетит в керосине, магнетит (железо) в минеральном масле и в кремнийорганических соединениях, магнетит в воде с различными поверхностно-активными веществами в качестве стабилизатора. Структурное состояние таких объектов определяется многими факторами, среди которых значительную роль играет диполь-дипольное взаимодействие частиц. В устройствах с применением МЖ происходит изменение ее структурного состояния за счет сдвиговых деформаций, действия магнитного поля или изменения температуры. Это приводит к изменению физических свойств МЖ и оказывает влияние на работоспособность узлов и установок. Поэтому в настоящее время являются актуальными исследования диполь-дипольного взаимодействия частиц и структурных превращений в магнитных жидкостях, взаимосвязи структурного состояния МЖ с их физическими свойствами (магнитными, реологическими, оптическими). Результаты исг следования в этом направлении, кроме практического значения, могут служить основой для выбора модели при теоретическом описании магнитных жидкостей с учетом взаимодействия частиц и структурного состояния МЖ.
Диссертация выполнена в соответствии с пп. I, 3, 5, 9 "Физика магнитных жидкостей" раздела "Физика твердого тела" Координационного плана АН СССР на II пятилетку, Комплексной программой МВССО РСФСР на период до 1990 г. по проблеме "Магнитные жидкости", Планами НИР СГПИ.
Целью настоящей работы является экспериментальное изучение структурных превращений в магнитных жидкостях, взаимосвязи их структурного состояния с физическими свойствами (реологическими, магнитными, оптическими), дальнейшее изучение взаимодействия частиц дисперсной фазы.
Научная новизна диссертации состоит в следующем. На основе измерений магнитной восприимчивости у. магнитных жидкостей типа магнетит в керосине 'МЖ1 впервые обнаружено, что при некоторой характерной для данной МЖ1 концентрации Э дисг!х персной фазы имеет место скачкообразное изменение . Выяснено, что зависимость Т ] подчиняется закону Кюри-Вейс-са выше характерной для каждой данной МЖ1 температуры Ткр- » в окрестности которой происходит скачкообразное изменение {1% производной . Показано, что вблизи разрывов производных г! Г ?X и- ' иг происходит скачкообразное изменение эйфектив-?9 а I ного магнитного поля. Сконструирована установка и разработана методика исследования магнитной восприимчивости МЖ в сдвиговом течении. В МЖ1 малых концентраций сдвиговые направления не влияют на величину у. . В случае же высоких концентраций при
Т< Ткр • происходит уменьшение X , что указывает на наличие и изменение структурных образований. Установлена корреляция между температурными зависимостями магнитной восприимчивости и реологическими параметрами МЖ1 (начального напряжения сдвига, эффективного коэффициента вязкости).
На основании полученных результатов сделан вывод о возможности в МП структурных превращений, носящих характер фазового перехода.
В температурной зависимости магнитной восприимчивости магнитных жидкостей типа магнетит (железо) в кремнийоргани-ке и минеральном масле Ш2 обнаружен максимум в области комнатных температур. На основе магнитных измерений, исследований двулучепреломления в сдвиговом течении и оптических наблюдений сделан вывод о возникновении магнитоулорядочен-ного состояния магнитных моментов дисперсных частиц в агрегатах жидкостей типа MF.2.
Практическая ценность диссертации заключается в том, что экспериментальное обнаружение скачкообразного изменения d.oc d.% и позволяет сформулировать представление о проис-GL0 а I ходящих в магнитных жидкостях фазовых переходах, которое явилось толчком к развитию теории магнитных жидкостей с учетом взаимодействия частиц и структурных превращений. Показано, что в магнитогранулометрическом анализе размеров дисперсных частиц в концентрированных MS учет диполь-дипольно-го взаимодействия по экспериментально найденной точке Кюри приводит к лучшему согласию с данными электронной микроскопии.
Разработанные методики исследования структурного состояния МЖ могут быть использованы для прогнозирования работоспособности магнитных жидкостей в различного рода устройствах - магнитожидкостных уплотнениях, смазочных узлах, магнитожидкостных сепараторах полезных ископаемых и вторичного сырья.
Автор защищает:
• экспериментально обнаруженное скачкообразное изменение производных магнитной восприимчивости по концентрации и температуре, которое объясняется структурным превращением в МЖ типа фазового перехода;
• вывод о возможности перехода сильно структурированной МЖ из парамагнитного состояния в магнитоупорядоченное при изменении температуры, сделанный на основе магнитных измерений, исследований .двойного лучепреломления в сдвиговом течении и оптических наблюдений;
• методику исследования магнитной восприимчивости магнитных жидкостей в сдвиговом течении;
• экспериментальные результаты исследования магнитной восприимчивости Ж в сдвиговом течении;
• определенные по экспериментальным данным значения параметра эффективного поля, энергии диполь-дипольного взаимодействия частиц и размера магнитного керна дисперсной частицы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.