Введение к работе
Актуальность темы. Исследованию физических свойств магнитных жидкостей (высокодисперсных ферри- и ферромагнетиков) в настоящее время уделяется большое внимание как в нашей стране, так в за рубежом. Интерес исследователей к магнитным жидкостям ^.МІ) вызван уникальным сочетанием таких их свойств как текучесть и способность намагничиваться. Благодаря этому они проявляют ряд нагнитомеханических, термомагнитных и магнитооптических эффектов, которые лежат в основе применения МЖ в приборостроении и медицине. Практические приложения в основном получили концентрированные магнитные жидкости, дисперсной средой которых являются минеральные кисла и кремнийорганйческие соединения. Работоспособность таких систем определяется их структурным состоянием и его изменением в процессе эксплуатации под воздействием различных факторов (магнитного поля, изменения температуры и сдвиговых напряжений). Структура магнитных- жидкостей и наблюдающиеся в них структурные превращения несомненно взаимосвязаны с магнитными характеристиками МЖ и их магнитным состоянием.' Поэтому в настоящее время актуальными являются исследования структуры и структурных превращений в магнитных жидкостях и выяснение взаимосвязи между магнитными и структурными свойствами МЖ.
Результаты исследования в этом направлении кроме практического значения могли бы также служить основой для построения теоретического описания структурированных дисперсных систем.
Целью настоящей работы является исследование структуры магнитных жидкостей, динамики ее изменения под воздействием различных факторов и влияния этих процессов на магнитные свойства таких систем.
. Научная новизна диссертации состоит в следующем. С помощью исследования светорассеяния в магнитных жидкостях впервые обнаружено обратимое появление микрокапельных ..агрегатов в первоначально однородной МЖ под воздействием магнитного поля или понижения температуры. Возможность управления этими процессами подтверждена экспериментально полученными диаграммами. Показано,-что процессы возникновения микрокапельных агрегатов и их деформация под воздействием магнитного поля являются причиной обнаруженных особенностей намагничивания ?акях систем. Пксперимен-
тально обнаружены гистерезисные эффекты при намагничивании МЖ . с другим типом структуры, характерной для магнитных жидкостей, применяемых в магнитожидкостных уплотнениях и смазочных узлах. Исследована трансформация структурной сетки таких МЖ в магнитном поле и сдвиговом течении и связанные с ней особенности функциональных зависимостей намагниченности и магнитной восприимчивости. На основе проведенного анализа результатов экспериментального исследования релаксации остаточной намагниченности и анизотропного светорассеяния, а также зависимостей магнитной восприимчивости Ж повышенной вязкости от напряженности магнитного поля и температуры сделан вывод, что в агрегатах структурированных Ж, благодаря малым расстояниям между однодоменныыи частицами и большой вязкости МЖ, может реализоваться магнитное состояние типа дипольное стекло.
Практическая ценность диссертации заключается в том, что результаты исследования структуры и структурных превращений в магнитных жидкостях-, взаимосвязи их структурных и магнитных свойств могут служить основой для развития теоретических представлений в области физики магнитных жидкостей.
Разработанная методика получения магнитных жидкостей с микрокапельной структурой внесла определенный вклад в совершенствование методов дефектоскопии, визуализации магнитной записи и контроля магнитных головок.
Полученные результаты исследования структуры и магнитных свойств магнитных жидкостей повышенной вязкости могут быть использованы для прогнозирования работоспособности этих Ш в устройствах, в которых под воздействием различных факторов может происходить изменение структурного .состояния МЖ. .
На защиту выносятся следующие основные положения:
экспериментально обнаруженный факт структурного фазового превращения в магнитной жидкости под воздействием магнитного поля и понижения температуры;^
экспериментальные результаты исследования магнитных характеристик ME с микрокапельной структурой при наличии в них структурных изменений;
' - анализ выявленных особенностей намагничивания МЖ с микрокапельной структурой на основе деформационного механизма структурных'изменений;
экспериментальнне результаты исследований структуры и магнитных свойств МЖ на основе кремнийорганических соединений;
вывод о возможности реализации в агрегатах структурированной магнитной жидкости магнитного состояния типа "диполъное стекло".
Апробапия работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 19 Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (г.Ташкент-1990 г.)і на 12-ом Рижском совещании по магнитной гидродинамике (г*Рига-1987 г.) , на 5 и 6 Международных конференциях по магнитным жидкостям (г.Рига-1989 г., г.Париж -1992 г.) ,.на Всесоюзных.совещаниях и конференциях по магнитным жидкостям (г.Ставрополь-1986 г., г.Душанбе-1988 г., г.Пермь -1990 г., г.Плес-1988, 1991 гг.), на Международной конференции "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (г.Ивано-во-1992 т.), на Второй Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" ( г.Москва -1994 г.) .
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Она изложена на 133 страницах, включая 52 рисунка, и 2 таблицу. Список цитируемой литературы содержит 104 наименования.