Некоторые способы расчета статической магнитной восприимчивости ферроколлоидов

Е.В. Лахтина (Пермь)

Основным экспериментальным методом исследований влияния межчастичных взаимодействий на свойства магнитных жидкостей является построение температурных и концентрационных кривых статической восприимчивости. Однако измерения восприимчивости этих веществ индукционным методом на частотах вплоть до 0,1 Гц, дают значение не статической, а динамической восприимчивости. Предлагаемая работа посвящена описанию методов, которые позволили удовлетворительно экстраполировать экспериментальные данные, полученные на частотах от 10 до 105 Гц, в область инфранизких частот.

В качестве исследуемых жидкостей были отобраны образцы ферроколлоидов, содержащие крупные частицы с высоким уровнем диполь - дипольных взаимодействий и очень высокой (несколько десятков единиц) магнитной проницаемостью. Измерения проводились с помощью моста взаимной индуктивности [1]. По полученным данным строились кривые зависимостей действительной и мнимой частей восприимчивости от температуры образца и частоты зондирующего поля. Экстраполяция осуществлялась двумя типами функций на диаграмме Коул-Коула (cRe, cIm): окружностью и полиномами различных степеней. За искомое значение статической восприимчивости принималось значение точки пересечения окружности или полинома, подобранных с помощью метода средних квадратов, с осью действительной части восприимчивости.

Результаты, полученные разными методами (экстраполяцией окружностями, полиномами и непосредственным измерением на инфранизких частотах), совпадают с точностью до 5%. Только при температурах, близких к температуре отвердевания жидкости - носителя (243 К), расхождение достигает 20%. В целом, полученное здесь согласие следует признать хорошим. Существенный разброс результатов в области температур около 240 К может быть связан со слабой неоднородностью температуры образца, когда отдельные его части уже закристаллизовались, а другие еще остались в жидком состоянии.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Фонда гражданских исследований и развития для стран СНГ (Civilian Research & Development Foundation for the Independent States of the Former Soviet Union) (грант № РЕ-009-0).

 

1. Пшеничников А. Ф. Дисперсия магнитной восприимчивости магнитных коллоидов// Неравновесные процессы в магнитных суспензиях: Сб. науч. трудов. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1986.