Исследование цепочечных агрегатов в магнитных жидкостях

А.Ф. Пшеничников, А.А. Федоренко  (Пермь)

Цепочечные агрегаты являются традиционным объектом исследований в аналитических работах по магнитным жидкостям [1-4]. Данный эксперимент был направлен на обнаружение в магнитных жидкостях цепочечных кластеров. Особое внимание уделено изучению поведения образцов в скрещенных магнитных полях, в связи с высокой чувствительностью этого метода к присутствию цепочек в коллоидном растворе [5]. Суть метода заключена в следующем: цилиндрический образец помещен в скрещенные постоянное и переменное магнитные поля. Вокруг кюветы с образцом намотана измерительная катушка. Ось постоянного поля совпадает с осью цилиндра и катушки. В измерительной катушке из-за нелинейности кривой намагниченности возникает ЭДС на удвоенной частоте. Этот сигнал регистрируется селективным вольтметром. Для экспериментов характерна немонотонная зависимость ЭДС сигнала от напряженности постоянного магнитного поля.

Исследованы коллоидные растворы магнетита в декане в широких диапазонах подмагничивающих полей и концентраций магнитной фазы. Обнаружено, что для большинства концентрированных образцов их поведение удовлетворительно описывается теорией, не учитывающей существования цепочек. Возможно, влияние цепочек в эксперименте не обнаруживается в результате эффекта экранировки и образования конкурирующих не цепочечных квазисферических кластеров. Данные эффекты малы в разбавленных растворах, и поведение разбавленных магнитных жидкостей уже плохо описывается без учета цепочек. Наилучшего согласования экспериментальных и расчётных кривых удаётся добиться, если считать цепочки 2-3 звенными. Такие же размеры кластеров были получены и в [6]. Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 01-02-17839, 02-03-33003) и Американского фонда гражданских исследований и развития (АФГИР) (грант № PE-009-0).

 

1. De Gennes P., Pincus P. A.. // Phys. Kondens Materie, 1970. Bd. 11, N 3. S. 189.

2. Tavares J.M., Telo da Gama M.M., Osipov M.A. // Phys. Rev. E. 1997. Vol 56, P. 6252.

3. Зубарев А.Ю. // ЖЭТФ 2001. Т.120, вып.1. С. 94.

4. Кантарович С.С. // В кн. 10-я международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Сборник научных трудов. Плесс 2002. С. 51.

5. Пшеничников А.Ф., Федоренко А.А., Пирожков Б.И. // Вестн. Перм. ун-та 2002. Вып. 4. Физика. С. 85.

6. Buzmakov V.M., Pshenichnikov A.F. // J. Colloid Interface Sci. 1996, Vol.182. P.63