Введение к работе
Актуадьн,ооть проблемы. Магнитные жидкости /Ш/, представ-ляпцие собой коллоидные растворы ферромагнетика с размером дисперсных частиц около 100 А, были созданы в середине 60-х годов. Эффективным средством управления такими средами является магнитное поле, благодаря чему они получили применение в машиностроении и медицине. В свою очередь это обусловило усиление внимания исследователей к проблеме магнитных жидкостей. Первоначально развивалось представление о магнитной жидкости как од-нокомпонентноЯ намагничивающей среде, однако в дальнейшем было показано, что более точная модель должна учитывать рост анизотропных агрегатов в магнитном поле, а также возникновение микро-капельннх агрегатов при понижении температуры. Вследствие указанной возможности фазового расслоения коллоидов определенный интерес вызывает представление магнитной жидкости как эмульсии сильномагнитных микрокапель в слабо намагничивающей среде.
На практике применяются в основном высококонцентрированные магнитные жидкости, работоспособность которых зависит от их структурного состояния, определяемого многими факторами. Поэтому в настоящее время актуальными являются исследования свойств магнитных жидкостей с различными типами структурных образований, в особенности с микрокапельными, которые являются наиболее распространенными. Результаты исследования в этом направлении, кроме практического значения, могли бы также служить основой для теоретического описания ї/изичь-ких свойств таких сред.
Целью настоящей работы является исследование динамических процессов в магнитных эмульсиях при воздействии магнитного и электрического полей, влияние этих процессов на магнитные, оптические и акустические свойства таких сред.
Научная новизна диссертации состоит в следующем:
- на основании полученных результатов исследования магнитной восприимчивости магнитных эмульсий впервые показана возможности управления магнитными свойствами таких систем воздействием электрического поля за счет процессов деформации капельных агрегатов. Показано, что характер деформации микрокапельных агрегатов существенно зависит от частоты электрического поля -при низких частотах.капли сплющиваются, а при повышении частоты, начиная с некоторого критического значения, вытягиваются
вдоль силовых линий электрического доля. При этом в области низких частот возможна компенсация деформации капель-дополнительным воздействием магнитного поля, соосным с электрическим;
экспериментально обнаружен дифракционный эффект в тонких слоях магнитной эмульсии в электрическом поле, выяснено, что на развитие электрогидродинамической неустойчивости, являющейся причиной дифракционного рассеяния света, существенное влияние оказывает магнитное поле;
на основании измерения поглощения ультразвука в магнитных эмульсиях прослежена динамика трансформации структуры таких систем при воздействии однородного и неоднородного магнитных по -лей.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что полученные результаты в области исследования процессов трансформации структуры в магнитных эмульсиях в электрическом поле открывают возможности для теоретического построения моделей таких систем. Показано, что магнитные эмульсии являются уникальной средой, свойства которой могут регулироваться как магнитным, так и электрическим полем. Обнаруженный эффект дифракционного рассеяния света в электрическом поле может послужить основой для создания устройств, с помощью которых возможно управление световыми источниками, а реализация совместного воздействия электрического и магнитного полей открывает возможности для создания управляемых дифракционных систем.
Автор выносит на защиту:
экспериментально обнаруженный эффект влияния воздействия электрического поля на магнитную восприимчивость магнитных эмульсий;
экспериментальные результаты исследования деформация ш-крокапель магнитных эмульсий при воздействии электрического поля в частотном диапазоне от 30 Гц до 10 кГц;
вывод о возможности управления структурными свойствами магнитной эмульсии с помощью одновременного воздействия электрического н'магнитного полей;
экспериментально обнаруженное явление электрогидродинама-ческой неустойчивости в тонких слоях магнитной эмульсии, реализующееся в достаточно сильных электрических полях, и результаты исследования связанного с этим явлением дифракционного рассеяния света;'
- результаты исследования коэффициента поглощения ультразвука з магнитных эмульсиях при воздействии магнитных полей.
АПРО^ЙЧТЯ работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждалась на: У Всесоюзной конкуренции по магнитным жидкостям г. Плес, 17 - 20 мая 1988 г. ; 1У Зсесоюзном совещании по физике магнитных жидкостей г. Душанбе, 27 - 29 сентября 1988 г. ; У Международной конференции по магнитным жидкостям г. Рига, 19 - 21 сентября 1939 г. ; XI Всесоюзной акустической конференции г.Москва, 24 - 28 июня 1991 г. . По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. 3 работе 125 страниц машинописного текста, включал 41 рисунок. Библиография включает 119 наименований.