СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

Автор: Александра Сергеевна Виноградова

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва

Рис. Сравнение результатов измерения намагниченности МЖ разными методами: вибрационным (зеленые точки), силовым (красные точки) и измерения искажения поля (серые точки), линия – аппроксимация функцией Ланжевена данных, полученных методом измерения искажения поля.

Магнитные жидкости (МЖ) – это коллоидные растворы мелких (диаметром около 10 нм) ферромагнитных однодоменных частиц, покрытых слоем поверхностно-активного вещества (ПАВ), в некоторой жидкости-носителе. Частицы находятся в броуновском движении. Адсорбированный на поверхности слой ПАВ препятствует взаимной агломерации частиц благодаря стерическим силам отталкивания. Стабилизация частиц также может осуществляться за счет электростатического отталкивания ионов без использования ПАВ. В качестве жидкости-носителя используются различного типа углеводороды, вода и другие жидкости. Современные МЖ стабильны по своим свойствам, устойчивы к расслоению и соединяют в себе текучесть жидкости и способность к намагничиванию. Намагниченность насыщения МЖ может достигать 100 Гс, а магнитная восприимчивость – нескольких десятков единиц, что на порядки превышает значения этих параметров для обычных парамагнитных жидкостей.

Основное свойство МЖ – намагничиваться в приложенном магнитном поле. Зависимость равновесной намагниченности от величины магнитного поля, так называемая кривая намагничивания, является одной из важнейших характеристик МЖ. Обычно для измерения намагниченности используют классические методы: баллистический, динамометрический (силовой) или индукционный, в том числе вибрационный. Однако, все эти методы хорошо зарекомендовали себя для измерения намагниченности твердых и порошкообразных образцов, но их использование с жидкими образцами более ограничено и может приводить к серьезным методическим ошибкам.

В связи с этим, в данной работе было проведено сравнение результатов измерения намагниченности МЖ разными методами: баллистическим, силовым, вибрационным, дифференциальной прогонки и измерения искажения поля. Предложены гипотезы, объясняющие наблюдаемые различия. Проведен расчет форм поверхности капли МЖ на линейном проводнике с током [1] с учетом полученных кривых намагничивания.

Автор благодарен С.В. Семенову (ЦКП Красноярского научного центра СО РАН), А.В. Лебедеву (ИМСС УрО РАН, Пермь), А.Г. Рексу (БНТУ, Минск) и О.А. Шаровой, Д.А. Пелевиной (НИИ механики МГУ) за помощь в измерениях.

1. Vinogradova A.S., Naletova V.A., Turkov V.A., Reks A.G. Hysteresis of the shape of a finite magnetic fluid volume in axisymmetric magnetic fields // Magnetohydrodynamics. 2013. Vol. 49. № 1-2. P. 119-126.