Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

О природе аномально высокого значения предела текучести наноструктурированной магнитной жидкости

А.Н. Болотов, О.О. Новикова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.XXX

Оригинальная статья

Аннотация: На основе магнитных жидкостей реализованы новые эффективные технические устройства, такие как магнитожидкостные подшипники, уплотнения, демпферы. Магнитовязкий эффект может не только улучшить свойства магнитожидкостных узлов, но значительно усложнить их эксплуатацию после продолжительной остановки. Имеется в виду так называемый «стоп-эффект», который возникает из-за аномально высокого предельного напряжения сдвига в структурированной жидкости. Показано, что, опираясь на существующие представления о тиксотропных свойствах магнитной жидкости, не представляется возможным убедительно объяснить опытное значение предела текучести. Оценочные расчеты по известным формулам, полученным для цепочечной модели, дают существенно заниженное значение предела текучести реальной магнитной жидкости. Предложена гипотеза, согласно которой в процессе структурообразования в магнитных жидкостей происходит изменение реологических свойств несущей среды под действием сжимающих напряжений, создаваемых сеткой из дисперсных частиц. Эксперименты подтвердили увеличение плотности магнитной жидкости, находящейся в магнитном поле под влиянием таких напряжений. Можно предположить, что высокое значение предела текучести объясняется наличием собственного предела текучести дисперсионной среды, находящейся в квазитвердом состоянии.

Ключевые слова: магнитная жидкость, предел текучести, дисперсные частицы, магнитное взаимодействие, цепочечная модель

  • Болотов Александр Николаевич – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
  • Новикова Ольга Олеговна – к.т.н., доцент, доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Ссылка на статью:

Болотов, А.Н. О природе аномально высокого значения предела текучести наноструктурированной магнитной жидкости / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. __-__. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.XXX.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Фертман, В.Е. Магнитные жидкости: справочное пособие / В.Е. Фертман. ‒ Минск: Вышэйшая школа. 1988. ‒ 184 с.
2. Берковский, Б.М. Магнитные жидкости / Б.М. Берковский, В.Ф. Медведев, М.С. Краков. – М.: Химия, 1989. – 240 с.
3. Odenbach, S. Magnetoviscous effects in ferrofluids / S. Odenbach, S. Thurm // In series: Lecture Notes in Physics. – Springer: Berlin, Heidelberg, 2002. – V. 594. – P. 185-201. DOI: 10.1007/3-540-45646-5_10.
4. Рoр, L.M. Investigation of the microscoрic reason for the magnetoviscous effect in ferrofluids studied by small angle neutron scattering / L. M. Рoр, S. Odenbach // Journal of Рhysics: Condensed Matter. – 2006. – V. 18. – № 38. – P. 2785-2802. DOI: 10.1088/0953-8984/18/38/S17.
5. Odenbach, S. Colloidal magnetic fluids: basics, develoрment and aррlication of ferrofluids / S. Odenbach // In series: Lecture Notes in Physics. – Springer: Berlin, Heidelberg, 2009. – V. 763. – X, 430 p. DOI: 10.1007/978-3-540-85387-9.
6. Zubarev, A.Yu. Rheological properties of ferrofluids with microstructures / A.Yu. Zubarev, L.Yu. Iskakova // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2006. – V. 18. – № 38. – P. S2771-S2784. DOI: 10.1088/0953-8984/18/38/S16.
7. Pop, L.M. Microstructure and rheology of ferrofluids/ L.M. Pop, S. Odenbach, A. Wiedenmann, N. Matoussevitch // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2005. – V. 289. – P. 303-306. DOI:10.1016/j.jmmm.2004.11.086.
8. Richardi, J. Low density mesostructures of confined diрolar рarticles in an external field / J. Richardi, J.J. Weis // The Journal of Chemical Physics. – 2011. – V. 135. – I. 12. – P. 124502-1124502-10. DOI: 10.1063/1.3638048.
9. Тюкавин, Р.Н. Магнитожидкостные герметизаторы для космической техники / Р.Н. Тюкавин, А.В. Марковин, С.В. Рулёв и др. – Режим доступа: www.url: https://magneticliquid.narod.ru/autority/023.htm. – 15.02.2023.
10. Болотов, А.Н. Экспериментальное изучение текучести наноструктурированной магнитной жидкости в сильном магнитном поле / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 692-700. DOI 10.26456/pcascnn/2023.15.692.
11. Щукин, Е.Д. Коллоидная химия / Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина. – М.: Высшая школа, 2004. – 445 с.
12. Ахматов, А.С. Молекулярная физика граничного трения / А.С. Ахматов. – М.: Физматгиз, 1963. – 472 с.
13. Alsaad, M. Glass transitions in lubricants: its relation to elastohydrodynamic lubrication (EHD) / M. Alsaad, S. Bair, D. M. Sanborn, W. O. Winer // Journal of Lubrication Technology. – 1978. – V. 100. – I. 3. – P. 404-416. DOI: 10.1115/1.3453197.
14. Вонсовский, С.В. Магнетизм / С. В. Вонсовский. – М.: Наука, 1971. – 1032 c.

Содержание |