Реферат: Анизотропия проводимости магнитной жидкости в магнитном поле

При этом разность между значениями сопротивления в случае, когда электрическое и магнитное поля перпендикулярны и сонаправленны, определяется величиной объемного содержания немагнитных проводящих включений и может достигать 20 % (рис.8, кривая 2).

Теоретическое рассмотрение электропроводности суспензии с частицами различной формы и различными диэлектрическими параметрами достаточно подробно проведено Духиным С.С. В частности, для суспензий с диэлектрическими частицами в пренебрежении поверхностной проводимостью, связанной с двойным электрическим слоем, удельная проводимость определяется в виде:

, (2)

где – удельная электрическая проводимость дисперсионной среды, F – коэффициент структурного сопротивления, являющийся функцией объемной концентрации непроводящих частиц:

. (3)

В случае эллипсоидальной частицы, ориентированной осью i по полю,

, (4)

где Аi – фактор деполяризации эллипсоида в направлении оси i.

Происходящее под воздействием магнитного поля объединение взвешенных в магнитной жидкости частиц в цепочки должно приводить к изменению фактора деполяризации, и, в соответствии с (2) – (4) к изменению проводимости суспензии, что и наблюдается в эксперименте. Проведенный анализ фотографий цепочечных структур, сформированных магнитным полем показал, что среднее значение отношения b/a при максимальной напряженности магнитного поля достигаемого в экспериментальных исследованиях, имеет значение около 1/6. В этом случае, согласно расчетам по формулам (2) – (4) относительное изменение сопротивления, измеренного вдоль и перпендикулярно магнитному полю отнесенное к сопротивлению ячейки в отсутствии магнитного поля должно составлять 14 %. При этом экспериментально определенные значения относительного изменения сопротивления ячейки с магнитной жидкостью с немагнитным наполнителем, при одном и том же объемном содержании включений, имели следующие значения: для наполнителя сферической формы 12 %, для наполнителя цилиндрической формы (в магнитном поле с Тл) – 6 %, для эбонитового наполнителя 9 %, для графитового наполнителя достигает 20 %.Некоторое количественное несоответствие с экспериментально полученными результатами может быть связано с оседанием отдельных наиболее крупных частиц и понижением в связи с этим концентрации немагнитных частиц в объеме образца. Другой причиной этого может быть полидисперсность реальных суспензий, строгий учет которой при построении теории затруднителен.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что введение немагнитной дисперсной фазы в магнитную жидкость дает возможность управлять ее электрическими свойствами с помощью воздействия относительно малых магнитных полей. Благодаря этому такие композиционные магнитные жидкости могут найти применение в областях, использующих материалы с заданными управляемыми параметрами.