Изменение релаксационных спектров магнитной жидкости в подмагничивающем поле
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-2-08-15Ключевые слова:
магнитная жидкость, центрифугирование, подмагничивающее поле, динамическая восприимчивость, диаграмма Коул–КоулаАннотация
Измерена динамическая восприимчивость магнитной жидкости в зависимости от внешнего постоянного поля. В экспериментах использовался образец жидкости с высоким уровнем межчастичных взаимодействий, полученный путем центрифугирования. Величина внешнего подмагничивающего поля менялась в пределах от 0 до 25 кА/м. Динамическая восприимчивость измерялась мостом взаимной индуктивности в диапазоне зондирующих частот от 4.11 Гц до 81 кГц для пяти различных температур: –25, 0, 25, 50, 75°С. На диаграммах Коул–Коула полученные результаты имеют вид плавных дуг, смыкающихся в области высоких частот. При этом полученное экстраполяцией значение высокочастотной восприимчивости не зависит от температуры. С ростом поля уменьшаются как ширина дебаевской дуги на диаграмме Коул–Коула, так и высокочастотная компонента восприимчивости. При этом ширина дуги убывает быстрее. Таким образом, наблюдается парадоксальное противоречие между зависимостью высокочастотной восприимчивости от поля и ее постоянством с температурой.Библиографические ссылки
Shliomis M. I. Magnetic fluids. Soviet Physics Uspekhi, 1974, vol 17, pp. 153–169.
Rosensweig R.E. Ferrohydrodynamics, Cambridge: Cambridge University Press, 1985.
Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V. Low-temperature susceptibility of concentrated magnetic fluids, Journal Chemical Physics, 2004, vol. 121, pp 5455–5467.
Lebedev A. V. Dipole interparticle interaction in magnetic fluids, Colloid Journal, 2014, vol. 76. N. 3. pp 334–341.
Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V. Dynamic susceptibility of magnetic liquids, Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1989, vol. 68. no. 3, pp 498–502.
Lebedev A. V. Concentration dependence of dynamic susceptibility of magnetic fluids, Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR. Physical series, 1991, vol. 55(6), pp 1070–1072, (In Russian).
Zubarev A. Yu., Yushkov A. V. Dynamic properties of moderately concentrated magnetic liquids, Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1998, vol. 87, no 3, pp 484–493.
Raikher Yu. L., Stepanov V. I. Nonlinear susceptibilitits of superparamagnetic fine particles, Journal on Magnetism and Magnetic Materials, 1999, vol. 196–197, pp 88–90.
Zubarev A. Y. Nonlinear susceptibility and stochastic resonance in solid ferrocolloids, Colloid journal of the Russian Academy of Sciences, 1999, vol. 61, no 4, pp 467–474.
Felderhof B. U., Jones R. B. Mean field theory of the nonlinear response of an interacting dipolar system with rotational diffusion to an oscillating field, Journal of Physics: Condensed Matter, 2003, vol. 15 (23), pp 4011–4024.
Ilg P., Hess S. Nonequilibrium dynamics and magnetoviscosity of moderately concentrated magnetic liquids: a dynamic mean-field study, Zeitschrift fur Naturforschung, 2003, vol. 58(11), pp 589–600.
Dejardin P. M., Ladieu F. Nonlinear susceptibilities of interacting polar molecules in the self-consistent field approximation, The Journal of Chemical Physics, 2014, vol. 140 (3), 034506.
Burnyshev Yu. V., Pshenichnikov A.F., Rosenberg Yu. I., Gilyov V. G. Dynamics of magnetization and geology of ferrocolloids at low temperatures, Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR. Physical series, 1991, vol. 55, no 6, pp. 1064–1069.
Pshenichnikov A. F., Mekhonoshin V. V., Lebedev A. V. Magneto-granulometric analizis of concentrated ferrocolloids, Journal on Magnetism and Magnetic Materials, 1996, vol. 161, pp. 94–102.
Ivanov A. O., Kuznetsova O. B. Magnetic properties of dense ferrofluids: an influence of interparticle correlations, Physical Review E, 2001, vol. 64, 414051.
Ivanov A. O., Kuznetsova O. B. Magnetogranulometric analysis of ferrocolloids: second-order modified mean field theory, Colloid Journal, 2006, vol. 68, no 4, pp 430–440.
Ivanov A. O., Kantorovich S. S., Reznikov E. N., Holm C., Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V., Chremos A., Camp P. J., Magnetic properties of polydisperse ferrofluids: A critical comparison between experiment, theory, and computer simulation, Physical Review E, 2007, vol. 75, 061405.
Ivanov A. O., Elfimova E. A., Low-temperature magnetic susceptibility of concentrated ferrofluids: The influence of polydispersity, Journal on Magnetism and Magnetic Materials 2015, vol. 374, pp. 327.
Pshenichnikov A. F., Shurubor I. Yu. Effect of temperature on the separation of polydisperse magnetic fluids, Magnetohydrodynamics, 1998, vol. 24, no 4, pp 417–420.
Ivanov A. S. Temperature dependence of the magneto-controllable first-order phase transition in dilute magnetic fluids, Journal on Magnetism and Magnetic Materials, 2017, vol. 441, pp 620–627.
Hayes C. F. Observation of association in a ferromagnetic colloid, Journal Colloid and Interface Sciences, 1975, vol. 52, pp. 239.
Peterson S. A., Krueger A. A. Reversible, field induced agglomeration in magnetic colloids, Journal Colloid and Interface Science, 1977, vol. 62, pp. 24.
Pshenichnikov A. F., Shurubor I. Yu. Stratification of magnetic fluids: conditions of formation and magnetic properties of drop-like aggregates, Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR. Physical series. 1987, vol. 51, pp. 40 (In Russian).
Bacri J.-C., Perzynski R., Salin D., Cabuil V., Massart R. Phase diagram of an ionic magnetic colloid: Experimental study of the effect of ionic strength, Journal Colloid and Interface Sciences, 1989, vol. 132, pp. 43.
Ivanov A. S., Pshenichnikov A. F. Vortex flows induced by drop-like aggregate drift in magnetic fluids, Physics of Fluids, 2014, vol. 26, 012002.
Wei D., Patey G. N. Orientational order in simple dipolar liquids: computer simulation of a ferroelectric nematic phase, Physical Review Letters, 1992, vol. 68, 2043.
Weis J.-J., Levesque D., Zarragoicoechea G. J. Orientational order in simple dipolar liquid-crystal models, Physical Review Letters, 1992, vol. 69, 913.
Groh B., Dietrich S. Inhomogeneous magnetization in dipolar ferromagnetic liquids, Physical Review E, 1998, vol. 57, pp 4535.
Morozov K. I. Long-range order of dipolar fluids, The Journal of Chemical Physics, 2003, vol. 119, no 24, pp 13024–13032.
Ivanov A. O. Spontaneous ferromagnetic ordering in magnetic fluids, Physical Review E, 2003, vol. 68(1), 011503.
Weis J.-J. The ferroelectric transition of dipolar hard spheres, The Journal of Chemical Physics, 2005, vol. 123, 044503.
Martsenyuk M. A, Raikher Yu. L, Shliomis M. I. On the kinetics of magnetization of suspensions of ferromagnetic particles, Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1974, vol. 38, No 2, pp. 413–416.
Gribanov N. M., Bibik E. E., Buzunov O. V., Naumov V. N. Physico-chemical regularities of obtaining highly dispersed magnetite by the method of chemical condensation, Journal on Magnetism and Magnetic Materials, 1990, vol. 85, pp 7–10.
Pshenichnikov A. F., Lebedev A. V., Radionov A. V., Efremov D. V. A magnetic fluid for operation in strong gradient fields, Colloid Jour-nal, 2015, vol. 77, no 2, pp. 196–201, DOI: 10.1134/S1061933X15020155.
Pshenichnikov A. F. A mutual-inductance bridge for analysis of magnetic fluids, Instruments and Experimental Techniques, 2007, vol. 50, no 4, pp. 509–514. DOI: 10.1134/ S0020441207040136.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
