Двойное лучепреломление в полидисперсных феррожидкостях, содержащих короткие цепочечные агрегаты

А.О. Иванов, С.С. Канторович  (Екатеринбург)

Двулучепреломление относится к классу явлений, в которых определяющую роль играет микроструктура магнитных жидкостей. Известные теории связывают этот эффект либо с ориентацией несферичных феррочастиц во внешнем поле [1], либо с возникновением цепочечных или микрокапельных агрегатов [2,3]. Недавно нами была развита микроструктурная модель [4], рассматривающая полидисперсную феррожидкость как пространственно однородную систему из мелких феррочастиц, в которой взвешены короткие цепочечные агрегаты из частиц крупнодисперсных фракций. Причем в подавляющем большинстве эти цепочки содержат по краям одну-две мелкие частицы, что приводит к своеобразному «отравлению» краев цепочек. При этом не происходит дальнейшего удлинения агрегатов, даже состоящих из весьма крупных частиц. Количественное отличие результатов данной модели от известных цепочечных теорий заключается в том, что учет мелкодисперсных фракций приводит к существенному уменьшению средней длины цепочек. Однако их общее количество является значительным: фактически все феррочастицы крупнодисперсных фракций оказываются связанными в короткие цепочечные агрегаты.

Настоящая работа посвящена проверке адекватности модели на явлении двойного лучепреломления в слабых магнитных полях (по экспериментальным данным [5]). Структура цепочечных агрегатов рассчитывалась методом [4], исходя из данных о фракционном составе изучаемых феррожидкостей. Для определения разности показателей преломления использовались известные выражения [2,3], в которых учитывалось присутствие всех типов цепочек. Последние рассматривались как эллипсоиды вращения, параметры формы которых зависят от длины цепочек. Полученные результаты демонстрируют достаточно хорошее согласие между предсказаниями модели и опытными данными.

Работа поддержана грантами Президента РФ № 02-15-99308м, РФФИ (грант № 03-02-16115а) и выполнена в рамках научной тематики Научно-Образовательного Центра УрГУ (REC-005) при финансовой поддержке АФГИР (CRDF) и Минобразования РФ.

 

1. Ю.Н. Скибин, В.В. Чеканов, Ю.Л. Райхер, ЖЭТФ 32 (1977) 949.

2. S. Taketomi, Jpn. J. Appl. Phys. 22 (1983) 1137.

3. M. Rasa, J. Magn. Magn. Mat. 201 (1999) 170.

4. S. Kantorovich, A.O. Ivanov, J. Magn. Magn. Mat. 252 (2002) 244.

5. В.В. Падалка, К.В. Ерин, В сб. «10-ая Юбилейная Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям», Иваново: ИГЭУ, 2002.- С. 162.