Подвижность и концентрация носителей заряда тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

Мл иранах рукописи

Демин Максим Ссргеепич

Подвижность и концентрация носителей заряда тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах

01.04.13 - Элеюрофишка, мсктрофичические устгшсжки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата фюико-математических паук

Ставрополь - 2009

003468025

Работа'выполнена в Государственном образовательном учреждении высшет профессионального образования «Ссвсро-Кавказскнй ¡государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кожевников Владимир Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ковалев Вичесл:ш Данилович

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Анфельбаум Михаил Семенович

Всдущаи организации: Курский государственный

технический университет (г. Курск)

Защита состоится 21 мая в 145® часов на заседании диссертационного совета Д 212.256.08 при Ставропольском государственном университете но адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, д. 1, ауд. 416(1а).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ставропольскою государственного университета.

Автореферат разослан « /$ » апреля 2009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.256.08, кандидат ¿у/ фюико-математичсских паук, доцент -------- Коныткота Л.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акгуалыюсть проблемы. Работа посвящена исследованию процессов формирования и переноса заряда в тонком слое магнитодиэлсктричсского коллоида под действием электрическою поля. Магнитодюлектрическип коллоид представляет собой дисперсию магнетита в слабопроводящей среде, что во многих случаях позволяет представить ст и виде среди с пренебрежимо малой электропроводностью. В нем сочетаются такие свойства, как наличие собственного магнитной) момента у коллоидных частиц, высокая степень дисперсности (средний размер частиц составляет 10 им) при малом отклонении размеров частиц от среднего значения, наличие защитных оболочек на их поверхности. Наблюдающиеся в магнитодтлектрическом коллоиде эффекты непосредственно связаны со свойствами и взаимодействием однодоменпых паночастиц и, как следствие, со структурным состоянием системы. Понимание физических механизмов объемного зарядообразогшния, электропроводности и элсктрокон-векции в жидких диэлектрических коллоидах важно при проектировании новых и модернизации известных устройств электроочистки изолирующих жидкостей от загрязнений ультрамалых размерен, при определении качества жидких технических, диэлектриков. Промышленное применение находят топкие слои и нленки дисперсных систем. В связи с этим исследование электрофизических свойств тонких слоев магнитодиэлсктричсского коллоида и их изменения в нестационарных режимах представляет как научный, гак и практический интерес. При построении моделей и интерпретации электрогидродинамических процессов, наблюдаемых в тонких слоях мапштодиэлепричсскога коллоида, необходимы сведения о параметрах, характеризующих взаимодействия среды с электрическим .полем, таких, как электропроводность, диэлектрическая проницаемость, коэффициенты, подвижности и диффузии заряженных частиц, их равновесная концентрация,-что указывает неактуальность исследований »этом танрашюпии. . . .

Цслмо настоящей работы пил метел определение механизмов электропроводности и формирования объемного заряда в слое магнитодиэлектриче-

скоп» коллоида с паноразмерпыми частицами дисперсной фазы » нестационарных режимах.

. Для достижения дашюй цели поставлены следующие задачи:

- установление зависимостей вольтам пер них и ампер-г.ромешшх характеристик слоя кодлоида от температуры, объемной концентрации дисперсных частиц, напряженности и взаимной ориентации электрического и магнитной! нолей, избытка поверхностно-активного вещества и наличия иуазейлсвого течения;

- на основе анализа переходных процессов в ячейке с магнигодгалсктричс-ским коллоидом определение концентрации и подвижности носителей заряда;

- установление зависимости объемного заряда в слое магпитодиэлектриче-ского коллоида от величины напряженности электрического и магнитного полей, избытка поверхностно-активного вещества и скорости пуазейлсвого течения;

- оценка вклада шноразмерных частиц дисперсной фазы мапштодиэлек-трического коллоида в процессы формирования и переноса заряда;

- определение механизма электропроводности тонкого слоя машитодиэлск-трическопо коллоида и разработка методики определения концентрации и подвижности носителей заряда в нестационарных режимах;

- исследование временных зависимостей концентрации и нодаижиости носителей заряда магаигодголектричсского коллоида от температуры, объемной концентрации дисперсных частиц, величины электрического и магнитного полей в нестационарных режимах.

Научная новизна

На основании исследования переходных процессов в слое магнитодиэлек-трнческого коллоида определены коэффициент диффузии, нодвйжность и концентрация носителей заряда, и коэффициент усиления электрического поля диффузиошплм слоем ячейки с магнитодиэлсктрическим коллоидом вблизи электродов.

Впервые установлено 1шияние величины электрического и направления

внешнего магнитного нолей, толщины слоя мапштодиэлектрического коллоида на пролетное время носителей заряда в нем. Сделан лынод о существенном вкладе миграции наночастиц дисперсной фазы в переносе наряда через слой мапштодиэлектрического коллоида.

Впервые определены зависимости величины возникающею в слое магни-тодиэлеюричсского коллоида объемного заряди от концентрации дисперсной фазы, напряженности и взаимной ориентации электрического и магнитного полей, температуры слоя, наличия нуазейлевого течения и избытка поверхиост-но-актишют вещества.

Разработана методика определения концентрации и подвижности носителей заряда мапштодиэлеюрического коллоида на основе электроспектроскопических исследокший электрофизических свойств ячейки с магнитодиэлектрическим коллоидом.

Впервые исследованы концентрация и подвижность носителей заряда и нестационарных режимах при воздействии электрическою и магнитного полей, а также при изменении температуры мапшто диэлектрического коллоида.

Установлен механизм электропроводности тонкого слоя мапштодиэлск-трического коллоида в нестационарных режимах, учитывающий вклад наночастиц дисперсной фазы.

Достоверность полученных результатов подтверждена корректностью использованных методик исследования, применением при проведении измерений стандартных приборов и оборудования, анализом шмрепшостей измерений. Основные результаты и сделанные выводы докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и других научных конференциях.

Научная и практическая ценность диссертации

Полученные результаты исследования электропроводности магнитоди-электрического коллоида позволяют уточнить представления о механизмах протекания тока в нанодисперсиых углеводородных системах с высокой плотностью упаковки элементов в нестационарных режимах, внося вклад в развитие физики дисперсных систем. Результаты работы могут быть использованы

при проектировании новых и -модернизации известных устройств элсктроочи-

стки изолирующих жидкостей от загрязнений ультрамалых размеров, определении качества жидких технических диэлектриков, а также создания импульсных конденсаторов, формирующих линий и других устройств, предназначенных для увеличения импульсной мощности в нагрузке.

На защиту BMiiocuicu следующие положения:

- методика измерения концентрации и• подвижности носителей заряда гонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах;

- результаты экспериментальною исследования концентрации и подвижности носителей заряда в топком слое машитодюлектричсского коллоида в стационарных и нестационарных режимах при воздействии на него постоянных электрического и магнитного полей, изменения температуры и содержания дисперсной фазы;

- экспериментальные результаты исследования величины объемного заряда в слое мапштодголектрического коллоида от температуры, объемной концентрации дисперсных частиц, скорости пуазейлевого течения, избытка [IAB, постоянного электрического и направления внешнего магнитного полей;

- механизмы электропроводности и формирования-объемного '«ряда мапш-тодиэлектрического коллоида с иапоразмерпыми частицами дисперсной фазы, учитывающие их мшрацию в процессе переноса заряда;

- вывод о том, что основными постелями заряда в тонком слое магнито диэлектрического коллоида при объемной концентрации- дисперсной фазы <р = 0,5 - 8 % являются заряженные наночаетицы дисперсной фазы.

Анробацни работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистсм» (Россия, Ставрополь, 2007 г.); Межрегиот налыюй конференции «Электрофизика материалов и установок» (Новосибирск, 2007г.); ¡2-й Международной конференции по магнитным жидкостям (Россия, IIлес, 2006г.); V, VI Международных научных конференций «Химия твердого гела и современные микро- и наштехнологии» (Россия, Кисловодск,

200.5, 2006 п.); VII) Международной конкуренции «Современные проблемы электрофизики и электрошдродшимики жидкостей» (Россия, Санкт-Петербург, 2006); II. Международной конференции «Современные проблемы физики» (Россия, Казань, 2005г.);

По теме диссертации опубликовано 1С> работ, в том числе 1 статья н рецензируемых журналах из перечня ВАК.

Структура п объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 142 наименования. Диссертация содержит' 152 страницы, 54 рисунка и 2 таблицы.

Личный иклад соискатели. Лично автором пронедены экспериментальные исследования, обработка результатов измерений и представленные в диссертационной работе расчеты; проведено сравнение полученных км результатов исследования с результатами теоретических расчетов, проведенных при участии ангора. Основные выводы и положения диссертационной работы также сформулированы лично автором.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель работы и задачи исследования, научная новизна и основные положения, выносим],1С па защиту, отражена структура диссертации.

В нерпой глаис диссертации проведен анализ теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию электрофизических свойств слабо проводящих, жидкостей, диэлектрических дисперсных систем и магнитных жидкостей, Большое внимание уделено работам, посвященным исследованию процессов комплексообразонания, структурообразования, образования пространственных зарядов и возникновения электрогидродинамичееких (ЭГД) течений в слабопроводящих жидкостях и дисперсиях. Проанализированы работы, посвященные влиянию внешнего магнитною поля на электрофизические свойства магнитных жидкостей. Рассмотрены механизмы зарядообразовани.ч в дисперсных системах.

На основании анализа выполненного литературного обзора проведено обоснование выбранного направления работы и показана актуальность сформулированных во введении задач диссертационной) исследования.

Во второй главе описан объект исследования (слой магнитодиэлсктриче-скош коллоида), методы и установки для исследования его электрических 11 оптических свойств при воздействии постоянного и переменного электрического полей, внешнего магнитного ноля,'наличии пуазейдевого-течения. Слой коллоида толщиной 20-150 мкм помещался в плоскопараллельную ячейку с оптически прозрачными электродами размером 30x40 мм2. Электродами являлись стекла, па внутренние поверхности которых нанесена тонкая прозрачная проводящая пленка 1п2058п02. В качестве магнитодиэлектрического коллоида выбрана магнитная жидкость типа «магнетит в керосине» Со средним размером частиц дисперсной-фазы 10 им, поиерхпостно-активноз вещество (ПАВ) -олеиновая кислота. Объемная концентрация дисперсной фазы коллоида ^'■=0,5-8%, образцы получены разбавлением авиационным керосином ГС-1 исходного коллоида с предварительной очисткой от избытка ПАВ силикагс-лсм. На электроды ячейки подавалось постоянное £/п= 0-20 В, переменное синусоидальное С/т = 1 В, (= 0,1-1000 Гц и импульсное (одно- и двуполярное) напряжение С'ц - 0-2.5 В от источников с малым вну тренним сопротивлением. Амплитуда синусоидального напряжения ГУП, = 1 В выбрана с учетом минимального влияния на гармонический состав тока, электрические и оптические свойства коллоида.

При определении диэлектрической проницаемости коллоида в импульсных полях межэлектродное расстояние ячейки устанавливалось' А = 40 ми, импульс напряжения подавался па цепь делителя, состоящую из последовательно соединенных измеряемой ячейки и эталонной емкости, параллельно которой был присоединен эталонный резистор. Измерения проводили с двумя эталонными емкостями (С,, С2), поочередно включаемыми в схему, для которых определялись коэффициенты деления напряжения Кс1, КС2 в момент но Дачи напряжения. Диэлектрическая проницаемость коллоида определялась как

е = = (С, -С2)/(Кп - КС2) [! |.

Регистрация и обработка экспериментальных данных (электрических и оптических откликов) проводились па основании разработанного автором программно-аппаратного комплекса с использованием платы сбора данных Ь-264.

В третьей главе представлены результаты исследования амнор-временных (АВ) характеристик слоя коллоида при воздействии одно- и двуполярных импульсов напряжения (гипряженпо'сть поля А'~Ю00 кВ/м). Установлено,'что переходной процесс, связанный с прохождением тока в коллоиде, зависит от объемной концентрации дисперсной фаз», межэлепродного расстояния; температуры слоя'коллоида, направления внешнего магнитного поля, наличия пуазейлевого течешя и-избытка ПАВ в коллоиде. Показано, что основной вклад в переходной процесс вносит миграция заряженных'частиц дисперсной фазы в электрическом поле, их накопление и разрядка у электродов.

Обнаружено, что при подаче импульса напряжения на ячейку с коллоидом экспоненциальный закон релаксации тока сохраняется только при напряжениях 300 I мкЛ ' Ь'н < I В (рис. 1). С увеличением

воздействующего напряжения на электродах ячейки характер ампер-временной зависимости отличен от экспоненциального и

с, с практически не зависит от на-—1

3,5. 4 пряжения вплоть до 25 В. Поело снятия наггряжения и замыкания

Рис. 1 - Релаксация тока в ячейке с коллоидом электродов протекает ток депо-(Л-- 40 мкм; 0.05) --5 3 ¿!15 В

ляризации. АВ-.характеристика тока деполяризации описывается экспоненциальной зависимостью [2|:

1<*и~& <?=./? ^/(яр); Кх — толщина приэлекфодпого слоя; I) - коэф-

фициент диффузии носителей заряда. Коэффициент диффузии постелей заряда — ..10"'! м3/с-рассчитан с учетом того, что объемный .заряд сосредоточен в приэлсшродной области.толщиной Н,„с < 1 мкм [3, 4]. Величина средней иод-

вижности носителей заряда определенна го формулы Нернста-Эйнштейна b ~Ю~10 м2В"'с'. Она на порядок меньше подвижности ионов в углеводородах, что указывает на перемещение заряженных наиочаетиц дисперсной фазы и ионов в составе молекулярных комплексов дисперсионной среды.

Анализ временной зависимое™ тока через слой коллоида разбивается на две задачи: внутреннюю, описывающую переходной процесс' накопления и разрядки носителей заряда в диффузионной области ириэлектродного слоя; внешнюю, описывающую переходной процесс вне электродных слоев [5]. Для рассматриваемой области слабых полей в условиях замедленной разрядки и перезарядки частиц дисперсной фазы у .электрода принимается, что диффузионная область состоит только из частиц разноименного заряда электрода. Ток внешней цепи состоит из миграционного тока и тока смещения, обусловленного накоплением зарядов в диффузионном слое, что позволило из АВ-зависимости тока через ячейку определить величины накапливаемого Q" и перенесенного О' зарядов при переходном процессе. Накапливаемый Заряд определяется путем интегрирования АВ-зависимости тока деполяризации /<*„. Пе-

'1

реиесенный заряд оценивается как Q' = jlm (Iklt - Irtm ' t,, где t, -

о

время действия ноля; I,m(t).....значение прямого тока.

Установлено, что с увеличением объемной концентрации дисперсной фазы коллоида возрастают накапливаемый и перенесенный заряды (рис.2). Увеличение межэдектродного рас стоя-ния от 20 до 150 мкм практически не

2 g , <5,мхКл

2

1,5 1

0,5

0 2 4 в 8 приводит к изменению величины нака-

Рис. 2 - Зависимость накапливаемого

заряда от концентрации твердой фазы ™емого заряда, но наблюдается

(Л 40 мкм) уменьшение величины перенесенного

заряда в~2 раза. Коллинеарно направленное электрическому внешнее мапшт-

нос поле увеличивает накапливаемый заряда у электродов на ~25 %. Увеличе-

нис.температуры слоя коллоида способствует возрастанию как накапливаемою (в~2 раза), так и'Перенесенного зарядов (в 5 и более раз). Добавление избытка ПАВ :В,коллоид при воздействующем.напряжении свыше 7 В приводит к возрастанию величины перенесенного заряда. Величина же накапливаемого заряда при этом оказалась меньше 1)0 веем диапазоне величин воздействующего электрического поля —2,5 раза). Наличие пуазсКпсвого течения в ячейке приводит к увеличению стационарного тока (на 10 %), протекающего через слой коллоида и уменьшению, толщины формируемого прголсктродного слоя, что уже отмечалось в работах [3, 4] и [6], соответственно. Также установлено уменьшение постоянной времени переходного процесса; возрастание начального тока, связанное с увеличением эффективного значения напряженности электрического поля в объеме; возрастание накапливаемого (па 20%) и перенесенного (на 30 %) зарядов в слое коллоида; возрастание стационарного тока при напряжениях- превышающих 6 В, которое объясняется возникновением ЭГД-течении И увеличением конвективной составляющей тока [7|.

ВольтампернаЯ'характеристика (ВАХ) ячейки'с коллоидом, измеренная в момеш' подачи напряжения, линейна во всем диапазоне напряжений (1-25 В). По ней определена средняя удельная электропроводность объема коллоида (без влияния приэлекхродных слоев) сг<,в~10'6 Ом''м"', получено хорошее соответствие с результатами, снятыми на стандартной ячейке толщиной Л = 2 мм. По ВАХ установившегося режима рассчитана удельная электропроводность при-электродного слоя с учетом-сп> толщины 0,1-1 мкм [3, 4] стЮ1. = 10~'° Ом''м"'. Установлено, что панряженность-шля в приэлекфодпом слое превышает на-пртжснностъ; в объем е на "3 -4 «оря дка, так как И„ж <</|<й, то Епк ~ ас6 Е¡атс.

Полагая, что подвижности положительных и отрицательных носителей заряда в коллоиде райны, из формулы, а = 2ёпЬ рассчитана концентрация' носителей заряда в объеме пас (~10г2 м'3). 'Значение концентрации носителей заряда для объема соизмеримо с удельном числом частиц дисперсной фазы при объ-ем1юй;К0нцептрации: 5%,:;.что; позволяет сделать вывод о существенном влиянии наночастиц на 11роцессы переноса и накопления заряда в слое коллоида.

П\ мхК*

А

4 —----------------. з

О 1-1 § VI 16 21 П

6)

Рис. 3 - Зависимость величины перенесенного (О') и накапливаемого (О") зарядов при многократном воздействии (п -номер воздействия ) импульсов напряжения V (Л = 40 мкм, <р = 0.05): 1 - 1 В; 2 - 2 В; 3 - 3 В-, 4 т 5 В; 5 - 7 В; 6 - 10 В; 7 - 15 В; 8-20 В; 9 - 25 В

Экспериментально установлено, что при напряжениях, превышающих 10 В, АВ-зависимость тока через ячейку имеет выраженный максимум. С увеличением напряжения время достижения экстремума тока уменьшаете;!, а его величина возрастает (рис. 4). При увеличении толщины слоя от 20 до 110 мкм положение экстремума смещается в сторону больших времен, а его величина снижается. Переходный процесс в

При многократных воздействиях импульсным напряжением, не превышающим 6 В, величины накапливаемого и перенесенного заряда в слое коллоида остаются постоянными (рис. 3). Увеличение напряжения выше 7 В приводит к нестабильности величин накапливаемого и перенесенного зарядов в ячейкз с коллоидом. Отмечается. снижение величин накапливаемого и перенесенного зарядов, причем с увеличением прикладываемого напряжения снижение во времени более значительное. Это объясняйся возникновением ЭГД-течений в ячейке с коллоидом, образованием и трансформацией концентрационных с-фуктур дисперсной фазы в приэлектродной области.

i, мка

-160

Рис. 4 - Зависимость тока в ячейке с коллоидом при подачо знакопеременных импульсов напряжения (Л - 20 мкм, <р = 0.05) Un: 1 - Ю В; 2- 12 В; 3 - 15 В; 4 - 20 В; 5 -25 В

диффузионном слое существенно зависит от нестационарное™ процессов диссоциации-рекомбинации по внешней (по отношению к диффузионной) области. Во внешней области заряды могут мшрировать к электродам п <]х->рмс ионных волн. Если их разрядка замедлена, то они накапливаются в диффузионном слое. Накопление заканчивается после прохождения ионной волны, и далее убывание тока происходит за счет медленной разрядки диффузионного слоя. АВ-характеристика в этом случае имеет максимум, положение которого определяется .пролегицм временем носителей зарядов [5]. По времени достижения экстремума, = Л?/(¿> •[/.).. определено пролетное время носителей зарядов и рассчитана их подвижность Ь, равная м3В''с'':

Установлено шшяние внешнего магнитного поля на пролетное время носителей заряда и показано, что при коллииеарпо направленных электрическом и магнитном полях пролетное время' уменьшается, а подвижность носителей заряда возрастает, при ортогонально - наблюдается обратная картина. По формуле Эйшптейна-Стокса определен гидродинамический диаметр постелей за-

с

ряда (~3-10 ■ м), который значительно превышает размеры ионов, что подтверждает вывод о .значительном вкладе дисперсных частиц и перенос заряда. Как показано в [5], приэлектродная область, коллоида состоит из двух слоев-диффузионного.„слоя (толщиной ¿¡диф) и слоя неравновесности реакций диссо-1щация?рс.крмбинация (толщиной ■ Проведенный' анализ показал, что в ячейке с коллоидом наиболее ' Протяженным' 'является диффузионный слой, толщина которого'определена ;из оптических измерений, составляет ~1 мкм [3, 4]. По;характеристикам слоя и определена напряженность электрического'по ля на внешней части диффузионного слоя (11едс ~1 ОН) и коэффициент усиления ноля за счет диффузионного слоя {рд1,ф -103). Эти величины согласуются с результатами, полученными при анализе БАХ ячейки с коллоидом, и исследованием морфометрических показателей пленки 1п205Яп02, проведенных с привлечением методов электронной микроскопии. Пленка Ь^О.^пСЬ является поликристаллом с размером зерен 20-200 им, что позволяет рассматри-

вать его поверхность как матрицу острий с размерами 10-100 им. Коэффициент усиления электрического поля за счет микроострий может достигать 10.

Увеличение температуры и избыток ПАВ способствуют образованию го-мозаряда в прюлектродной области, что приводит к возникновению конвективной, неустойчивости коллоида. Это проявляется в колебательном характере прямого тока, протекающего через слой коллоида, при подаче постоянного напряжения. С увеличением напряжения частота колебаний прямого тока, протекающего через слой подогретого коллоида (60 °С), возрастает. При повышении температуры коллоида уменьшается величина пролетного времени и возрастает коэффициент диффузии носителей заряда, а, следовательно, увеличивается их подвижность.

По величине накапливаемого заряда в слое коллоида оценена относительная диэлектрическая проницаемость эквивалентного диэлектрика плоского конденсатора с геометрическими размерами ячейки при разряде, которого во внешней цепи проходит такой же заряд =<2' /г/((/я ■ • ) =» 103 -104, где £ - площадь электродов. Результаты исследования диэлектрической проницаемости емЛк мапштодиэлектрического коллоида в импульсных нолях хорошо описываются формулой Нильсена для наполненных полимеров [1]. Величины емйк оказались на три порядка меньше по сравнению с на основании чего сделай вывод о наличии в коллоиде нескольких механизмов релаксации заряда, со значительно отличающимися характерными временами.

Установлено, что время формирования концентрационного слоя дисперсной фазы у электродов, определенное по оптическому отклику, отраженного света согласуется с постоянной времени формирования объемного заряда (т~ 0,1 с), определяемого по зависимости заряда О' от времени действия поля. Это подтверждает вывод о роли миграции дисперсных частиц на формирование объемного заряда.

Таким образом, исследование переходных процессов позволило установить влияние миграции частиц дисперсной фазы на процессы Накопления и пе-" реноса заряда в ячейке с мапштодиэлектрическим коллоидом.

В четвертой главе предложен механизм электропроводности магнитоди-электрического коллоида, учитывающий перенос заряда ионами и заряженными дисперсными частицами. Разработана методика определения концентрации и подвижности носителей заряда тонкого слоя магнтодиэлешрического коллоида на основе анализа частотных зависимостей электрофизических свойств ячейки, что позволило провести исследование концентрации и подвижности носителей заряда в электрическом и магнитном полях.

Определение параметров эквивалентной схемы ячейки с магнигодиэлек-трическим коллоидом основано на предположении, что релаксационные процессы в магнитодиэлектрическом коллоиде характеризуются ограниченным набором времен релаксации тк = Rk -Ск, представленных соответствующими ветвями электрической схемы замещения. Комплексная проводимость ячейки равна 7(<ü) = 1//?(£ü) + jccC(m), где емкость С(си) и проводимость 1 /Я(а>) представлены в виде суммы составляющих параллельных схем ветви

п

С{со) = x Скпар(ю) , \/R(cü) = ^yRknup(co) ■ Для к-й ветви эквивалентной схемы

ячейки с постоянной времени тк, соот ветствующей дебаевской модели поляризации, частотные характеристики определяются как Ckmp(iu) = Ct /(} + согт1), \jRknap(co) = (\/Нк)[(огт%/Q + ш2т\)\. Весь частотный диапазон, в котором экспериментально определены зависимости С(а>) и \/R(co), разбивается на п поддиапазонов, внутри которых частота измешется на 1-2 порядка. Предполагая, что каждый участок экспериментальных зависимостей соответствует определенной ветви эквивалентной схемы с тк, величины Ск и 1 ¡Rk определены как разности значений С(й>) и 1 ¡R{(o) на границах соответствующего поддиапазона. Изменение Скпар(со) или l/Rk„ap(a>) ограничено условием ОД < сотк < 10 с точностью до 1 %.

Для определения концентрации и подвижности носителей заряда слоя коллоида использована модель, где он представляется многокомпонентной сме-

сыо, состоящей из заряженных частиц с различной подвижностью и молекул растворителя неэлектролитной природы. Для интерпретации экспериментальных результатов использованы решения основных уравнений прохождения тока (без учета движения жидкости) [8] ... дп± /Э/ + Э/+ Гдх = у/<г[п02 - п4п_), /, = -£>±Эи± /г)х± ± ¿»+и±Е, дЕ1дх = е£~^е0 (л,-л_), где _/',, Е- нормальные составляющие к электродам плотностей потоков носителей заряда и напряженности электрического поля; щ - равновесная концентрация носителей заряда; Ь± - коэффициенты диффузии и подвижности носителей заряда; е - заряд протона, е - относительная диэлектрическая проницаемость среды; е0 - электрическая постоянная. При этом считается, что носители однозарядные. Коэффициент рекомбинации вычислен по формуле Ланже-вена кг = е(б+ + Ъ_)/ее0. Граничные условия определены заданием тока и напряжения на поверхности электродов. Принимается, что электроды являются идеально поляризуемыми. Решение системы (1) представлялось импедансом

ячейки для переменного электрического поля:

1 + 2__

м^+йГяз!'

^ =д[ехр(2р)-1]-2рехррзщ^, аг - р[ехр(2р)-1] + 2<гехрр8тд, ®

д3 = ехр(2;?) + 2ехррсозд +1, + ¡д)2 = 8~2 + /О, т= £ео _

2еп0Ь0

Соотношения, аппроксимирующие с достаточной точностью решение уравнений (2) для заданных условий эксперимента (а>'т)2 «8« 1 (8-

дебаевский радиус экранирования): =-------, ст0=2еп0Ьд,

гтс аС

С = ^Ё~е\)1{2кГ). ,,,,.,„

По экспериментальным значениям С* и 1/Як рассчитывались подвижность и равновесная концентрация носителей заряда магнитодиэлеетрического кол-

2а =

1 + (ак)2

(а, + агш7)82 1-2--V-----4,-т:----¡(1)1

шга + (юг)2 Г2

лоида.

Экспериментально полученные частотные зависимости емкости и сопротивления ячейки описаны с высокой точностью двух компонентной моделью жидкости; с «быстрыми» носителями, обладающими подвижностью ¿0 =10 9 м2/(В-с), раваовссноИ концентрацией л0 ~ 101/м5 и «медленными» носителями, соответственно с Ь() = Ю"*10 м2/(В-е) и н() =» Ю22 1/м3. Частотные характеристики емкости и сопротивления ячейки в диапазоне частот 0,1-10 Гц определяются «медленными» носителями, а при больших частотах - о основном «быстрыми» носителями.

V • "о, V

а) б)

Рис. 5 - Зависимость подвижное™ (Ьо) и концентрации (по) «медленных» (а) и «быстрых» (б) носителей заряда от объемной концентрации дисперсной фазы (<р)

Экспериментально установлено, что с возрастанием концентрации дисперсной фазы коллоида <р от 0,5 до 8 % происходит увеличение равновесной концегпрации «медленных» и «быстрых» носителей заряда, подвижност ь носителей заряда снижается. Характер изменения концентрационных зависимостей носителей заряда близок к линейному (рис. 5). Равновесная концентрация «медленных» носителей заряда соизмерима с удельным числом наночаетиц магнетита в коллоиде. Электропроводность слоя коллоида объемной концентрацией (р от 0,5 до 8 % в основном определяется «медленными» носителями заряда (рис. 6).

о, Ю^Оы'лГ1

При повышении температуры , коллоида от 20 °С до 80 °С концентрация «медленных» носителей заряда практически не изменяется, а концентрация «быстрых» носителей увс-__Л личивается на порядок (рис. 7). При % этом подвижность «медленных» но-

1.4 1.2 1,0 0,8 С.6 0,4 0,2 о

. ,г 1 ' : - ' сш'елей'.«ряда линейно возрастает с

Рис. о - > дельная электропроводность кол- 1

лоида (3), обусловленная вкладом «медлен- <рС,етоМ' температуры, «быстрых» новых» (2) и «быстрых» (1) носителей заряда

сителсй - снижается на ~30%. Расчет энергии активации «медленных» носителей заряда дает величину --0,1 эВ, для «быстрых» носителей - величину, близкую к нулю, что характерно для состояния электронного газа в металлах. • V

"о.

10% 1 Ю

16 2,6'

14 2 А

12 2,2

10 2.0-

8

6 1.3-

4 1,6-

2 1,4'

0 1,2

20

80 100

0 20 40 60 80 100 б)

40 60

а)

Рис. 7 - Зависимость подвижности (Ьо) и концентрации (по)«медленных» (я) и «быстрых», (б) носи телей заряда от температуры коллоида (<р - 0.05) Подача постоянно!« поляризующего напряжения на ячейку с коллоидом

приводит к снижению концентрации и увеличению подвижности «¿медленных», носителей.заряда (рис. 8). При этом подвижность «быстрых»,носителей снижается, а их концентрация при напряжениях менее б В снижается. При напряжениях свыше 7 В концентрация «быстрых» носителей возрастает.

"о-

WV/tB-c) m-V

V,uB

v„. n

Рис. 8 - Слияние поляризующего напряжения (Un) и магнитного поля {Н -' 16 кА/м) на подвижность (bo) и концентрацию (по) «медленных» (а) и «быстрых» (б) носителей заряда коллоида (ср - 0.05)

■«2/(в-о)

V 10" "0

...у (В-с) 101

400 600 г)

1000 1200

400 В00 800 10001200

в)

Рис. 9 - Изменение подвижности (bo) и концентрации (по) «медленных» (а, б) и «быстрых» (в, г) носителей заряда коллоида (ср = 0.05) во времени при подаче поляризующего напряжения (а, в) U„ - 4 В и после его снятия (б, г) . Исследования концентрации и подвижности носителей заряда в нестационарных режимах позволили оценить ¡хоть процессов актирования и комгшек-еообразонапия па перенос заряда в слое коллоида^ Воздействие поляризующего

напряжения л отсутствии ЭГД течений приводит к снижению концентрации «медленных» и «быстрых» носителей заряда, что обусловлено электро<]>орезом частиц дисперсной фазы, их агрегированием, удержанием ионов в областях сосредоточения агрегатов и возникновением молекулярных комплексов (рис. 9). В этих же условиях наблюдается снижение подвижности «быстрых» носителей заряда и увеличение подвижности «медленных». Более крупные дисперсные частицы становятся центрами образования агрегатов и практически не участвуют в переносе заряда. Снижение подвижности «быстрых» носителей заряда объясняется увеличением структурного сопротивления среды за счет роста размера и количества агрегатов дисперсных частиц и надмолекулярных обра-

зований молекул дисперсионной среды.

в) г)

Рис. 10 Изменение подвижности (Ы) и концентрации (по) «медленных» (а, б) и «быстрых» (в, г) носителей заряда коллоида (<р = 0.05) ко времени при подаче поляризующего напряжения^. в)'1/п = 7 В и после его снятия (б, г) : 1 ' '

Исследование подвижности и копцешрации носителей заряда при величине поляризующего напряжения (11п = 7 В), приводящего к возникновению элекгрогиуфодинамических течений, показало, что, происходят процессы ЗГД-диспергирования и ЭГД-нерепоса дисперсных частиц и агрегатов в межэлек-•фодном пространстве (рис. 10). 11ри этом ЗГД-диспергированием выделяются дисперсные частицы наименьшего размера, что проявляется в увеличении подвижности «медленных» носителей заряда по сравнению с исходной.

Исследования зкетинкцни и рассеяния света, проходящего через слой маг-питодиэлектрического коллоида, показали, что увеличение величины и времени воздействия электрического поля пршюдит к возрастанию размеров агрегатов дисперсной фазы, которые нри напряжениях ип> 15В превышают..длину волны спета (Я = 620 им). После снятия поляризующего напряжения времена восстановления прозрачности ячейки и подвижности носителей, заря да равны. Магнитное поле изменяет характерные времена установления концетрации и подвижности носителей заряда (рис. 10). Увеличение температуры коллоида приводит к повышению его агрегативной устойчивости, поэтому при воздействии поляризующего напряжения Ь'п — 7 В концентрация «медленных» носителей заряда в подотретом до; 60 °С слое коллоида практически не снижается во времени.

На основании полученных результатов сделан вывод о том, что «медленными» носителями заряда в магнитодиэлектрическом коллоиде являются заряженные дисперсные частицы, а «быстрыми» - примесные ионы дисперсионной среды.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Из анализа ампер-временных характеристик слоя коллоида определены пролетное время (-0,1 с) и подвижность постелей заряда (~10"'° м2В"'с~'). Установлено, что внешнее магнитное ноле коллинеарнос и ортогональное электрическому приводит к снижению и увеличению пролетного времени соответственно.

2. На основании исследования переходных процессов в ячейке с магпитоди-злектричсским коллоидом определены удельные электропроводности объема

(~10'6 Ом"1м"') и приэлектродного слоя 10—10 Ом^м'1) коллоида.. Рассчитаны величины среднего коэффициента диффузии носителей заряда О (~10 11 м2/с), их подвижность (— 10"!0 м2В"'с*') и гидродинамический диаметр (~3-10"8 м), значительно превышающий размеры ионов.

3. Установлено, что возрастанию накапливаемого заряда в слое коллоида способствует увеличение объемной концентрации наночастиц дисперсной фазы, воздействие коллинеарно направлештых электрического и магнитного нолей, пуазейлевое течение и повышение температуры слоя. Обнаружено, что увеличение толщины слоя мапштодиэлектрического коллоида практически не приводит к изменению величины накашиваемого заряда, но приводит к уменьшению величины перенесенного заряда.

4: Предложен механизм электропроводности машито диэлектрического коллоида, обусловленный переносом заряда ианоразмерными частицами дисперсной фазы и проведено его теоретическое и экспериментальное обоснование. Разработана методика определения концентрации и подвижности носителей заряда магните диэлектрического коллоида на основе электроспектрос конических исследований электрофизических свойств ячейки с коллоидом.

5. Определены два типа носителей заряда в мапштодиэлектрическом коллоиде, отличающиеся по подвижности на порядок; «медленные» - наночастицы

Ч I А ^

дисперсной фазы («0 = 10 1/м , Ь0 ~ 10 м /(В-с)) и «быстрые» - примесные ионы дисперсионной среды (Ь0 <=10~9 м2/(В-с), п0 ~Ю20 1/м3). Установлено, что электропроводность слоя магнитодиэлектрического коллоида при объемной концентрации наночастиц дисперсной фазы <р = 0,5 - 8 % в основном определяется «медленными» носителями зарядами.

6. Экспериментальные исследования концентрации и подвижности носителей заряда магнито диэлектрического коллоида показали; равновесная концентрация «медленных» носителей заряда соизмерима с удельным числом частиц магнетита в коллоиде, слабо зависит- от температуры, снижается при дополнительном воздействии поляризующего напряжения; подвижность «медленных»

носителей заряда снижается с увеличением объемной концентрации дисперсной фазы, возрастает с увеличением, температуры и поляризующего напряжения; концентрация «быстрых» носителей заряда увеличивается пропорцио-' налг.но изменению объемной концентрации дисперсной фазы и с ростом температуры; подвижность «быстрых» носителей заряда снижается с увеличением объемной концентрации, температуры и поляризующего напряжения. ;

7. Установлено, что в нестационарных режимах изменение концентрации и подвижности носителей заряда связано с динамикой роста и распада агрегагоп пацоча-стиц дисперсной фазы, что подтверждается результатами оптических измерений.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исследование диэлектрических сред с повышенной диэлектрической проницаемостью / С.М. Коробейников, Е.М. Белокуров, A.C. Клепиков [и др.] // Коллоидный журнал. - 2001.-Т. 63. - Выи. 4. - С. 437-444..

2. Адамчевский И. Электрическая проводимость жидких диэлектриков, - Л.: Энергия, 1972.-291 с.

3. Чеканов В.В., Бондарепко Е.А., Дискаева E.H. Кинетика образования прн-электродного слоя магнитной жидкости в электрическом позе // Вестник Ставропольского государственного университета. — Ставрополь: Изд-во. СГУ, 2005. - №. 43. - с, 85-92.

4. Ларионов Ю.А. Кинетика структурирования магнитного коллоида в при-электродном слое: дис. канд. тех. наук. - Ставрополь, 2002. - 179 с.

5. Жакин А.И. Пр.иэлектродные и переходные процессы в жидких диэлектриках //.Успехи физических паук. - 2006. -Т. 176. -№ 3. - С. 289-310.

6. ВегераЖ.Г. Эффекты структурной организации коллоидных частиц и микрочастиц дисперсного немагнитного наполнителя в магнитной жидкости при ее .взаимодействии с электрическим и магнитным полями: дис. ... канд. физ,-маг. наук. - Ставрополь, 2002. - 165 с.

7. ГросуФ.П., Петриченко H.A., Дубровский Е.Ф. Токоперенос в движущееся изолирующей жидкости//Электронная обработка материалов. - 1985. -№ 1. ~ С. 46-50.

8. Измерение параметров слабонроводящей жидкости и переменном электрическом, поле / В.В. Гогосов, В.А. Полянский, Г. А. Шапошникова [и др.] // Электрохимия. - 1989. - Т. XXV,- Вып. 7,- С. 881-886.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рекомендованных ВАК научных журналах и изданиях:

1. Кожевников В.М., Ларионов IO.А., Демин М.С. Измерение параметров сла-бопроводящего коллоида магнетита в переменном электрическом поле // Вест-пик СевКавП'У. - Ставрополь, 2005. - №. 4. - С. 62-69

В других журналах и изданиях:

2. Кожевников В.М., Ларионов Ю. А., Демин М.С. Переходные и приэдек-тродные процессы в магнитодиэлектрическом коллоиде // Всероссийская научная конкуренция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных папосистем» (9-12 сентября 2007): сб. докл. - Ставрополь: Изд-по СГУ.-С. 102-107.

3. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Перенос и накопление заряда в слое слабопроводящего коллоида высокодисперсного магнетита. - Сев-КавГТУ. - Ставрополь, 200В - 8 с. - ил. - Библиограф. 3 назв. - Рус. - Рук. деи. в ВИНИТИ 14.01.08 №30-В2008.

4. Кожевников В.М., Ларионов Ю. А., Демин М.С. Переходные и прголек-тродные процессы в слабопроводящем коллоиде высокодисперсного магнетита. - Сеп-КавГГУ. - Ставрполь, 2008. - 17 с. - ил Библиограф. 7 назв.- Рус-Рук. деп. в ВИНИТИ 14.01.08, №31-В2008.

5. Демин М.С., Кожевников В.М., Ларионов Ю.А. Электрофизические явления в коллоиде высокодисперсного магнетита // III международная конференция «Фундаментальные проблемы физики»: тезисы докладов. - Казань, 2005. -С. 141.

6. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Заря до- и структурообразо-вание в магнитодиэлектрическом коллоиде при сдвиговом течении // V Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро-и папотехнологии»: тезисы докладов. - Кисловодск, 2005. - С. 193-194.

7. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Электрокипетические параметры магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах при воздействии электрического и магнитного полей // Вестник СевКавГГУ. -Ставрополь, 2007. -№. 1. - С. 56-61.

8. Демин М.С., Кожевников В.М., Ларионов Ю.А. Электрокинегические параметры магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах при воздействии электрического и магнитного полей // Научн. конф. «Электрофизика материалов и установок»: сб. докл. - Новосибирск, Сибирская энергетическая академия. - 2006. - С. 283-294.

9. Кожевников В.М., Ларионов 10. А., Демин М.С. Электрокинетические параметры магнитной жидкости в нестационарных режимах при воздействии электрического и магнитного полей // 12-ая Международная Плесская конференция по машитным жидкостям: сб. науч. тр. - Иваново: изд-во ИГЭУ, 2006. -С. 124-129.

10. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Исследование электрокинетических параметров магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах // VI Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнолопш»: тезисы докладов. - Кисловодск, 2006. -С. 65-67.

11. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Перенос и накопление заряда в слое магнитодиэлсктриче-ского коллоида с наноразмерпыми частицами // Вестник СевКавГГУ. - Ставрополь, 2008. - №. 3. - С. 56-61.

Отпечатано в ангорской редакции

Подписано в печать 14.04.2009 г. Формат 60x84 1/16 Усл. нем. л. - 1,5 Уч.-изд. л. 1,0 Бумага офсетам. Печать офсетная. Заказ № 176 Тираж 100 :>кз. 1 ОУ ШЮ «Северо-Кавказский государственный технический упиисрситет» 355028, г. Ставрополь, ир. Кулакова, 2

Издательство Северо-Кавказского тосударсгвешюго I ехт I ичсского ун и вере итега Отпечатано в типографии СевКаиП'У

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛАБОПРОВОДЯЩИХ ЖИДКОСТЕЙ И ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.

1.1 Электропроводность слабопроводящнх жидкостей.

1.2 Нарушение гомогенности слабопроводящей жидкости в электрическом поле.

1.3 Электрофизические свойства дисперсных систем.

1.4 Электрофизические параметры магнитных жидкостей на углеводородной основе.

1.5 Механизмы зарядообразования в дисперсных системах.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Объект исследования.

2.2 Методика и техника эксперимента.

2.3 Анализ погрешностей измерений.

ГЛАВА 3. ПРИЭЛЕКТРОДНЫЕ И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СЛОЕ МАГНИТОДИЭЛЕКТИЧЕСКОГО КОЛЛОИДА.

3.1 Ампер-временные зависимости тока при подаче на ячейку с магнитодиэлектрическим коллоидом импульса напряжения.

3.2 Перенос и накопление заряда в ячейке с магнитодиэлектрическим коллоидом.

3.3 Определение диэлектрической проницаемости магнитодиэлектрического коллоида.

3.4 Анализ переходных и приэлсктродных процессов в слое магиитодиэлектрического коллоида.

ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ПОДВИЖНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СЛОЕ МАГИИТОДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КОЛЛОИДА.

4.1 Методика исследования концентрации и подвижности носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида.

4.2 Экспериментальные исследования концентрации и подвижности носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида.

4.3 Экспериментальные исследования концентрации и подвижности. носителей заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Работа посвящена исследованию процессов формирования и переноса заряда в тонком слое магнитодиэлектрического коллоида под действием электрического поля. Магнигодиэлектрический коллоид представляет собой дисперсию магнетита в слабопроводящей среде, что во многих случаях позволяет представить его в виде среды с пренебрежимо малой электропроводностью. В нем сочетаются такие свойства, как наличие собственного магнитного момента у коллоидных частиц, высокая степень дисперсности (средний размер частиц составляет 10 нм) при малом отклонении размеров частиц от среднего значения, наличие защитных оболочек на их поверхности. Наблюдающиеся в магнитодиэлектрическом коллоиде эффекты непосредственно связаны со свойствами и взаимодействием однодоменных наночастиц и, как следствие, со структурным состоянием системы. Понимание физических механизмов объемного зарядообразования, электропроводности и электроконвекции в жидких диэлектрических коллоидах важно при проектировании новых и модернизации известных устройств электроочистки изолирующих жидкостей от загрязнений ульграмалых размеров, при определении качества жидких технических диэлектриков. Промышленное применение находят тонкие слои и пленки дисперсных систем. В связи с этим исследование электрофизических свойств тонких слоев магнитодиэлектрического коллоида и их изменения в нестационарных режимах представляет как научный, так и практический интерес. При построении моделей и интерпретации электрогидродинамических процессов, наблюдаемых в тонких слоях магнитодиэлектрического коллоида, необходимы сведения о параметрах, характеризующих взаимодействия среды с электрическим полем, таких, как электропроводность, диэлектрическая проницаемость, коэффициенты подвижности и диффузии заряженных частиц, их равновесная концентрация, что указывает на актуальность исследований в этом направлении.

Целью настоящей работы является определение механизмов электропроводности и формирования объемного заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида с наноразмерными частицами дисперсной фазы в нестационарных режимах.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

- установление зависимостей вольтамперных и ампер-временных характеристик слоя коллоида от температуры, объемной концентрации дисперсных частиц, напряженности и взаимной ориентации электрического и магнитного полей, избытка поверхностно-активного вещества и наличия пуазейлевого течения;

- на основе анализа переходных процессов в ячейке с магнитодиэлектрическим коллоидом определение концентрации и подвижности носителей заряда;

- установление зависимости объемного заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида от величины напряженности электрического и магнитного полей, избытка поверхностно-активного вещества и скорости пуазейлевого течения;

- оценка вклада наноразмерных частиц дисперсной фазы магнитодиэлектрического коллоида в процессы формирования и переноса заряда;

- определение механизма электропроводности тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида и разработка методики определения концентрации и подвижности носителей заряда в нестационарных режимах;

- исследование временных зависимостей концентрации и подвижности носителей заряда магнитодиэлектрического коллоида от температуры, объемной концентрации дисперспых частиц, величины электрического и магнитного полей в нестационарных режимах.

Научная новизна

На основании исследования переходных процессов в слое магнитодиэлектрического коллоида определены коэффициент диффузии, подвижность и концентрация носителей заряда, и коэффициент усиления электрического поля диффузионным слоем ячейки с магнитодиэлектрическим коллоидом вблизи электродов.

Впервые установлено влияние величины электрического и направления внешнего магнитного полей, толщины слоя магнитодиэлектрического коллоида на пролетное время носителей заряда в нем. Сделан вывод о существенном вкладе миграции наночастиц дисперсной фазы в переносе заряда через слой магнитодиэлектрического коллоида.

Впервые определены зависимости величины возникающего в слое магнитодиэлектрического коллоида объемного заряда от концентрации дисперсной фазы, напряженности и взаимной ориентации электрического и магнитного полей, температуры слоя, наличия пуазейлевого течения и избытка поверхностно-активного вещества.

Разработана методика определения концентрации и подвижности носителей заряда магнитодиэлектрического коллоида на основе электроспектроскопических исследований электрофизических свойств ячейки с магнитодиэлектрическим коллоидом.

Впервые исследованы концентрация и подвижность носителей заряда в нестационарных режимах при воздействии электрического и магнитного полей, а также при изменении температуры магнитодиэлектрического коллоида.

Установлен механизм электропроводности тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах, учитывающий вклад наночастиц дисперсной фазы.

Достоверность полученных результатов подтверждена корректностью использованных методик исследования, применением при проведении измерений стандартных приборов и оборудования, анализом погрешностей измерений. Основные результаты и сделанные выводы докладывались и обсуждались на Международных, Всероссийских и других научных конференциях.

Научная и практическая ценность диссертации

Полученные результаты исследования электропроводности магнитодиэлектрического коллоида позволяют уточнить представления о механизмах протекания тока в нанодисперсных углеводородных системах с высокой плотностью упаковки элементов в нестационарных режимах, внося вклад в развитие физики дисперсных систем. Результаты работы могут быть использованы при проектировании новых и модернизации известных устройств электроочистки изолирующих жидкостей от загрязнений ультрамалых размеров, определении качества жидких технических диэлектриков, а также создания импульсных конденсаторов, формирующих линий и других устройств, предназначенных для увеличения импульсной мощности в нагрузке.

На защиту выносятся следующие положения:

- методика измерения концентрации и подвижности носителей заряда тонкого слоя магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах;

- результаты экспериментального исследования концентрации и подвижности носителей заряда в тонком слое магнитодиэлектрического коллоида в стационарных и нестационарных режимах при воздействии на него постоянных электрического и магнитного полей, изменения температуры и содержания дисперсной фазы;

- экспериментальные результаты исследования величины объемного заряда в слое магнитодиэлектрического коллоида от температуры, объемной концентрации дисперсных частиц, скорости пуазейлевого течения, избытка ПАВ, постоянного электрического и направления внешнего магнитного полей;

- механизмы электропроводности и формирования объемного заряда магнитодиэлектрического коллоида с наноразмерными частицами дисперсной фазы, учитывающие их миграцию в процессе переноса заряда;

- вывод о том, что основными носителями заряда в тонком слое магнитодиэлектрического коллоида при объемной концентрации дисперсной фазы ср = 0,5-8 % являются заряженные наночастицы дисперсной фазы.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссийской научной конференции «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем» (Россия, Ставрополь, 2007 г.); Межрегиональной конференции «Электрофизика материалов и установок» (Новосибирск, 2007г.); 12-й Международной конференции по магнитным жидкостям (Россия, Плес, 2006г.); V, VI Международных научных конференций «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Россия, Кисловодск, 2005, 2006 гг.); VTTT Международной конференции «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей» (Россия, Санкт-Петербург, 2006); II Международной конференции «Современные проблемы физики» (Россия, Казань, 2005г.);

По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 1 статья в рецензируемых журналах из перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 142 наименования. Диссертация содержит 152 страницы, 54 рисунка и 2 таблицы.

В заключение сформулируем основные результаты и выводы диссертационной работы:

1. Из анализа ампер-временных характеристик слоя коллоида определены пролетное время (-0,1 с) и подвижность носителей заряда (~10"'° m^'V). Установлено, что внешнее магнитное поле коллинеарное и ортогональное электрическому приводит к снижению и увеличению пролетного времени соответственно.

2. На основании' исследования переходных процессов в ячейке с магнитодиэлектрическим коллоидом. определены удельные электропроводности объема (~10"6 Ом"'м"') и приэлектродного слоя (~Ю~10 Ом^м"1) коллоида. Рассчитаны величины среднего коэффициента диффузии носителей заряда D Ю-11 м2/с), их подвижность (~ Ю-10 м2В"'с"'). и гидродинамический диаметр (~3-108м), значительно превышающий размеры ионов.

3. Установлено, что возрастанию накапливаемого заряда в слое коллоида способствует увеличение объемной концентрации наночастиц дисперсной фазы, воздействие коллинеарно направленных электрического и магнитного полей, пуазейлевое течение и повышение температуры слоя. Обнаружено, что увеличение толщины слоя магнитодиэлектрического коллоида практически не приводит к изменению величины накапливаемого заряда, но приводит к уменьшению величины перенесенного заряда.

4. Предложен механизм электропроводности магнитодиэлектрического коллоида, обусловленный переносом заряда наноразмерными частицами дисперсной фазы и проведено его теоретическое и экспериментальное обоснование. Разработана методика определения концентрации и подвижности носителей заряда магнитодиэлектрического коллоида на основе электроспектроскопических исследований электрофизических свойств ячейки с коллоидом.

5. Определены два типа носителей заряда в магнитодиэлектрическом коллоиде, отличающиеся по подвижности на порядок: «медленные» —

О'} ^ | л л наночастицы дисперсной фазы (я0«10~1/м, Ь0 «10 м/(В-с)) и о 2 быстрые» — примесные ионы дисперсионной среды (60~Ю м/(В-с), w0~10~ 1/м). Установлено, что электропроводность слоя магнитодиэлектрического коллоида при объемной концентрации наночастиц дисперсной фазы ср = 0,5 - 8 % в основном определяется «медленными» носителями зарядами.

6. Экспериментальные исследования концентрации и подвижности носителей заряда магнитодиэлектрического коллоида показали: равновесная концентрация «медленных» носителей заряда соизмерима с удельным числом частиц магнетита в коллоиде, слабо зависит от температуры, снижается при дополнительном воздействии поляризующего напряжения; подвижность «медленных» носителей заряда снижается с увеличением объемной концентрации дисперсной фазы, возрастает с увеличением температуры и поляризующего напряжения; концентрация «быстрых» носителей заряда увеличивается пропорционально изменению объемной концентрации дисперсной фазы и с ростом температуры; подвижность «быстрых» носителей заряда снижается с увеличением объемной концентрации, температуры и поляризующего напряжения.

7. Установлено, что в нестационарных режимах изменение концентрации и подвижности носителей заряда связано с динамикой роста и распада агрегатов наночастиц дисперсной фазы, что подтверждается результатами оптических измерений.

1. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. Область слабых полей. - М.: Гостехтеориздат, 1949. - 489 с.

2. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. 3-е изд. - М.: Химия, 1976. -488 с.

3. Дапиэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия / пер. с англ. под ред. К.В. Топчиевой. М.: Мир, 1978. - 645 с.

4. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979.- 528 с.

5. Krauss С., Fuoss R. Properties of Electrolytic Solutions. I. Conductance as Influenced by the Dielectric Constant of the Solvent Medium // J. Am. Chem. Soc.- 1933.-Vol. 55.-P. 21-36.

6. Стишков Ю.К., Остапенко A.A. Электрогидродинамические течения в жидких диэлектриках. Л.: изд-во ЛГУ, 1989 - 173 с.

7. Стишков Ю.К., Стеблянко А.А. Нарушение гомогенности слабопроводящпх жидкостей в сильных электрических полях // Журнал технической физики. 1997. - Т. 67. -№ 10. - С. 105-111.

8. Скороход А.Г., Кожухарь И.А. Электронщродинамическая неустойчивость и сопутствующие процессы в диэтилепгликоле // Электронная обработка материалов. 1991. - № 1. - С. 33-35.

9. Казацкая Л.С., Солодовниченко И.М. Исследование релаксационных процессов в слабопроводящих органических жидкостях в постоянном электрическом поле // Электронная обработка материалов. — 1970. — № 6.- С. 47-53.

10. Толчинская О.Е., Казацкая Л.С., Солодовниченко И.М. Токи насыщения в органических жидкостях, ограниченные пространственным зарядом // Электронная обработка материалов. 1973. — № 3. - С. 45-48.

11. И. Казацкая Л.С., Мицкевич П.К. Поляризационные явления в мсгиленеиодистом и циклогексаноне // Электронная обработка материалов. -1967. -№ 1. С.76-79.

12. Казацкая J1.C., Толчинская О.Е., Солодовниченко И.М. Токи, ограниченные пространственным зарядом в жидких органических полупроводниках // Электронная обработка материалов. 1973. - № 4. -С. 70-72.

13. Казацкая JI.C., Толчинская О.Е., Солодовниченко И.М. Исследование релаксационных токов в органических жидкостях методом вращающегося электрода // Электронная обработка материалов. — 1972.- № 6. С. 66-69.

14. Казацкая JI.C., Покрышев В.Р., Обернихина Л.Ф. Исследование релаксационных процессов в жидких органических полупроводниках // Электронная обработка материалов. 1980. - № 4. - С. 56-59.

15. Казацкая Л.С. Релаксационные явления электропроводности в органических жидкостях // Электронная обработка материалов. 1982. -№ 3. - С. 27-30.

16. Об особенностях зависимости тока от времени в жидких диэлектриках / Б.Н. Дикарев, Р.Г. Романец, О.А. Вьюрков и др. // Электронная обработка материалов. 1981. - № 2. - С. 48^49.

17. Гросу Ф.П., Петриченко Н.А., Дубровский Е.Ф. Токоперенос в движущееся изолирующей жидкости // Электронная обработка материалов. 1985. -№ 1. - С. 46-50.

18. Стишков Ю.К., Остапенко А.А. Зависимость характеристик ЭГД-течений от размера межэлектродного промежутка // Магнитная гидродинамика. 1984.-№ 1.-С. 131-134.

19. Иванов У.И. Определение электрофизических свойств жидкостей с учетом приэлектродных областей // Электронная обработка материалов.- 1981.- №6. -С. 66-68.

20. Иванов У.И. Влияние распределения электрического поля и структуры граничной фазы на процессы переноса // Электронная обработкаматериалов. 1991. -№ 3. - С. 53-55.

21. Жакии А.И., Тарапов И.Е., Федоиеико А.И. Экспериментальное изучение механизма проводимости полярных жидких диэлектриков // Электронная обработка материалов. 1983. - № 5. - С. 37—41.

22. Жакин А.И., Тарапов И.Е. О дпссационной проводимости жидких диэлектриков // Электронная обработка материалов. 1983. - № 3. - С. 46-49.

23. Жакин А.И., Федонепко А.И. Экспериментальное исследование влияния примеси па проводимость неполярного жидкого диэлектрика // Электронная обработка материалов. 1983. — №4. — С. 41—43.

24. Тамм И.Е. Основы теории электричества / 8-е изд. — М.: Наука, 1966. -624 с.

25. FeliciN.J. DC Conduction in Liquid Dielectrics: A. Survey of Recent Progress (Part 1) // J. Direct Current. 1971. - Vol. 2. -№ 3. P. 90-99.

26. Буевич Ю.А., Зубарев А.Ю. Электрофизические свойства дисперсных систем со сферическими частицами // Электронная обработка материалов. 1986. - № 5. - С. 60-65.

27. Духин С.С., Шилов В.Н. Диэлектрические явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах // Киев: Наук, думка."— 1972. — 203 с.

28. Дейнега Ю.Ф., Жаринова Т.А., Якубенко JI.H. О механизме образования зарядов в углеводородных растворах диалкилдитиофосфата бария // Электронная обработка материалов. 1986. - № 5. - С. 57-60.

29. Исследование влияния электрофизических параметров углеводородных систем на возникновение электрогидродинамических потоков / Н.Я. Ковганич, Ю.Ф. Дейнега, J1.H. Демченко и др. //Электронная обработка материалов. 1981. -№ 3. - С. 51-52.

30. Филиппов Е.В., Усенко В. П. Влияние объемного заряда на движение дисперсных частиц в плоскопараллельном горизонтальном конденсаторе // Электронная обработка материалов. 1988. - № 6. - С.33.36.

31. RazilovJ.A., Estrela-Liopis V.R., Ovcharenko F.D. Low-Frequency Dielectric Dispersion in Colloidal Suspensions // Proceedings of 5th Conference on Colloid Chemistry, MKE Balatonfured, 1988. P. 215.

32. Борковская Ю.Б., Шилов B.H. Низкочастотная дисперсия диэлектрической проницаемости концентрированных суспензий ионитных частиц // Коллоидный журнал. 1992. - Т. 54. - № 2. - С. 4350.

33. Жарких Н.И., Духин С.С., Шилов В.Н. Низкочастотный приэлектродный импеданс дисперсных частиц // Коллоидный журнал. 1995. - Т. 57. -№ 5. - С. 675-678.

34. Дейнега Ю.Ф., Фоменко Е.Б., Ковганич Н.Я. Исследование диэлектрофореза в углеводородных средах // Электронная обработка материалов. 1985. - № 5. - С. 20-23.

35. Нелинейность электрофореза, обусловленная подвижностью адсорбированных ионов. Пороговая величина внешнего поля / Духин С.С., Шурц Ю., Пфрангер Ю и др. // Коллоидный журнал. -1993. Т. 55. - № 5. - С. 21-26.

36. Нелинейность электрофореза, обусловленная подвижностью адсорбированных ионов. Околопороговая величина внешнего поля / Духин С.С., И.А. Разилов // Коллоидный журнал. 1993. - Т. 55. - № 6. -С. 34—38.

37. Симонова Т.С., Шилов В.Н., Шрамко О.А. Сверхдальнодействующие поля пелппейио поляризованной заряженной частицы // Коллоидный журнал. 1995. - Т. 57. - № 4. - С. 566-570.

38. Шилов В.Н., Шрамко О.А., Симонова Т.С. Последовательные приближения к нелинейной теории поляризации частицы с двойным слоем произвольной толщины // Коллоидный журнал. — 1992. Т. 54. — №4.-С. 208-213.

39. Адамчевский И. Электрическая проводимость жидких диэлектриков. —»1. Л.: Энергия, 1972.-291 с.

40. Духин С., Дерягин Б.В. Электрофорез. М1.: Наука, 1976. - 327 с.

41. Kuo S., Osterle F. High field electrophoresis in liquids with low conductance // J. Colloid and interface Sci. 1967. -Vol. 25. - Iss. 3. - P. 421^128.

42. Дейнега Ю.Ф., Виноградов В.Г. Особенности электрокинетических явлений в неводных дисперсных системах с электрически неоднородной дисперсной фазой // Докл. АН СССР. 1967. - Т. 172. - № 2. - С. 398402.

43. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука, 1979. - 319 с.

44. Электрооптика коллоидов / С.С. Стоилов, В.Н. Шилов, С.С. Духин и др.. Киев: Наук, думка, 1977. - 200 с.

45. Войтылов В.В., Трусов А.А. Электрооптика и кондуктометрия полидисперсных систем. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. - 187 с.

46. PohlH.A. Dielectrophoresis. N.Y.: Cembridge University Press, 1978. -579 p.

47. Духин С.С., Эстрела-Льопис В.Р., Жолковский Э.К. Электроповерхностные явления и электрофильтрование. Киев: Наук, думка, 1985.-288 с.

48. Stotz S. Field dependence of the electrophoretic mobility of particles suspended in low-conductivity liquids // J. Colloid and Interface Sci. 1979. -Vol. 65.-Iss. l.-P. 118.

49. Электрические свойства магнитных жидкостей / Г.М. Гордеев, Н.П. Матусевич, С.П. Ржевская и др. / Физические свойства магнитных жидкостей: сб. статей / Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 98-102.

50. Фертман Е.Е. Магнитные жидкости. Минск: Вышейшая школа, 1988. — 184 с.

51. Диканский Ю.И., Кожевников В.М., Чеканов В.В. Магнитная восприимчивость и электропроводность магнитной жидкости при наличии структурных образований // Физические свойства магнитныхжидкостей: сб. статей / Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 28-33.

52. Магнитные жидкости' в машиностроении: монография / Д.В. Орлов, Ю.О. Михалев, Н.К. Мышкин и др. / под ред. Д.В. Орлова, В.В. Подгоркова. М.: Машиностроение, 1993. - 268 с.

53. Дюповкин Н.И. Электропроводность магнитных жидкостей // Коллоидный журнал. 1995. - Т. 57. - № 5. - С. 666-669.

54. Cotae С., Calugaru Eh. Magneto-dielectric properties of unpolar ferrofluids // Chech. J. Phys. -B. 31. 1981. - P. 639-693.

55. Mailfert A., Nahounou B. Dielectric behaviour of a ferrofluid subjected to a uniform magnetic field // Magnetics, IEEE Transactions. — 1980. Vol. 16. — Iss. 2.-P. 254-257.

56. Дюповкин Н.И., Орлов Д.В. Исследование электрических свойств магнитных жидкостей // Магнитные жидкости: научные и прикладные исследования. Минск: ИТМО им. А.В. Лыкова АН БССР, 1983. - С. 26-32.

57. Кожевников В.М. Электрокинетические свойства магнитодиэлектрических коллоидных систем и разработка устройств на их основе: дис. д-ра техн. наук. — Ставрополь, 1999. — 356 с.

58. Дюповкин Н.И. Диэлектрическая проницаемость магнитных жидкостей в магнитном поле // Коллоидный журнал. 1995. - Т. 57. - № 4. — С. 476-479.

59. Зубков С.Ю., Митысин Ю.А., Орлов Д.В. Диэлектрическая проницаемость феррожидкостей в магнитном поле // Электронная обработка материалов. 1981. -№ 5. — С. 36-38.

60. Чеканов В.В., Кандаурова Н.В., Бондаренко Е.А. Изменение концентрации магнитной жидкости вблизи электродов в электрическом поле // Сборник научных трудов. Серия «Физико-химическая». -Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ. 1999. - С. 80-83.

61. Бондаренко Е.А. Механизм формирования многослойной структуры в магнитной жидкости в приэлектродной области: дис. канд. физ.-мат.наук. Ставрополь, 2001. - 130 с.

62. Ларионов Ю.А. Динамика структурных превращений в тонком слое магнитной жидкости // VI Всесоюзная конференция по магнитным жидкостям : Тезисы докладов. Плес, 1991. - С. 15-16.

63. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Чеканов В.В. Электропроводность и структурные образования в магнитных коллоидах // Всесоюзная конференция по электронной обработке материалов: тезисы докладов. — Кишинев, 1990.-С. 170-172.

64. Ларионов Ю.А. Кинетика структурирования магнитного коллоида в приэлектродном слое: дис. канд. тех. наук. Ставрополь, 2002. - 179 с.

65. Аверьянов П.В., Кожевников В.М., Морозова Т.Ф. Структурообразование в слое магнитной жидкости под воздействием постоянного электрического поля // Сборник научных трудов. Серия «Естественнонаучная». Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ. - 2002. — С. 130-137.

66. Kozhevnikov V.M., Morozova T.F. Dielectric permittivity of a magnetic fluid stratum in electrical and magnetic fields // Magnetohydrodynamics. 2001. -Vol. 37. - № 4. - P. 383-388.

67. Морозова Т.Ф. Формирование структуры в магнитной жидкости при воздействии поляризующего напряжения: дис. канд. физ.-мат. наук. -Ставрополь, 2002. — 150 с.

68. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Морозова Т.Ф. Электрокинетические свойства тонкого слоя магнитной жидкости // 8-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям: сборник научных трудов. Плес, Россия, 1998. - С. 40-42.

69. Kozhevnikov V.M., Larionov Yu.A. Electrorheological of magnetic fluid //9th International Conference in Magnetic Fluids. Book of Abstracts. -Bremen, 2001.

70. Болога М.К., Гроссу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев: Штиница, 1977. - 320 с.

71. Мирзабекян Г.З. Сильные электрические поля в технологических процессах. М.: Энергия, 1969. - С.20-38.

72. Brock J.R., Wu M.-S. Unipolar diffusion charging of aerosols and the image force // J. Colloid and Interface Sci. 1970. - Vol. 33. - Iss. 3. - P. 473-474.

73. Liu В., Yeh H.-Ch. On the Theory of Charging of Aerosol Particles in an Electric Field // J. Appl. Phys. 1968. - Vol. 39. Iss. 3. - P. 1396-1402.

74. Mechanism of surface charge creation due to image forces / S.M. Korobeynikov, A.V. Melekhov et al. / Journal of Phys. D: Appl. Phys.-2002.-Vol. 35.-P. 1193-1196.

75. Surface conductivity at the interface between ceramics and transformer oilf

76. Текст. / S.M. Korobeynikov, A.V. Melekhov, Yu.G. Soloveitchik et al.] // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. - Vol. 38, P.915-921.

77. Химический энциклопедический словарь / гл. ред. И.Л. Кнунянц. М.: Сов. Энциклопедия, 1983. - 792 с.

78. Таблицы физических величин: справочник / под ред. акад. И.К. Кикоина. -М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.

79. Химические реактивы и препараты: справочник / под общ. ред. В.И. Кузнецова. М.: Госхимиздат, 1953. - 670 с.

80. Краков М.С., Матусевпч Н.П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагничиваемости // Магнитные жидкости: научные и прикладные исследования: сб. науч. тр. Минск: ИТМО АН БССР, 1983. - С. 3-11.

81. Варламов Ю.Д., Каплун А.Б. Измерение вязкости слабоагрегирующих магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. — 1986. — № 3. — С. 43-49.

82. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости: научное издание. М.: Химия, 1989. - 240 с.

83. Справочник химика / под ред. С.А. Зониса, Г.А. Симонова. М.: Госхимиздат, 1963. - Т. 1. - 1071с.

84. Физические величины: справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

85. Шлнхтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. — 183 с.

86. Уплкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964. — 216 с.

87. Майоров М.М. Измерение вязкости феррожидкости в магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1980. - №4. - С. 11-18.

88. Касандрова О.А., Лебедев В.В. Обработка результатов измерений. М.: Наука, 1970.- 104 с.

89. Тойнберг П. Оценка точности результатов измерений / пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 88 с.

90. Измерение электрических и неэлектрических величин / Н.Н. Евтихиев,

91. Я.А. Купершмидт, В.Ф. Папуловский и др. / под. общ: ред. Н.Н. Евтпхиева. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

92. Атаманян Э.Г., Портной Ю.В., Чепурнова Ю.Д. Методы и средства измерения электрических величин. М'.: Высшая школа, 1974. — 232 с.

93. Ларионов Ю.А., Демин М.С. Определение параметров эквивалентной схемы» конденсатора с магнитной жидкостью // Матер. VIII регион, научно-техн. конфер. «Вузовская наука Северо-Кавказскому региону». - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2004. - Т. 1. - С. 90.

94. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Перенос и накопление заряда в слое слабопроводящего коллоида высокодисперсного магнетита. Сев-КавГТУ. - Ставрополь, 2008 - 8 с. - ил. - Библиограф. 3 назв. - Рус. - Рук. деп. в ВИНИТИ 14.01.08 №30-В2008.

95. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Переходные и приэлекгродные процессы в слабопроводящем коллоиде высокодисперсного магнетита. Сев-КавГТУ. — Ставрополь, 2008. — 17с. ил Библиограф. 7 назв.- Рус.- Рук. деп. в ВИНИТИ 14.01.08, №31-В2008.

96. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Перенос и накопление заряда в слое магнитодиэлектриче-ского коллоида с наноразмерными частицами // Вестник СевКавГТУ. Ставрополь, 2008. - №. 3. - С. 5661.

97. Вегера Ж.Г. Эффекты структурной организации коллоидных частиц и микрочастиц дисперсного немагнитного наполнителя в магнитной жидкости при ее взаимодействии с электрическим и магнитным полями: дис. . канд. физ.-мат. наук. Ставрополь, 2002. - 165 с.

98. Петриченко Н.А. Влияние развивающегося элсктрогидродпнамического потока электрического ветра на величину тока в электроизолирующей жидкости // Электронная обработка материалов. 1973. - № 5. — С. 3336.

99. Стишков Ю.К. Электрогидродинамические течения и механизмы электризации «технических» жидких диэлектриков // Электронная обработка материалов .- 1977 .-№ 6 .- С. 29-32.

100. Чеканов В.В., Кандаурова Н.В., Бондаренко Е.А. Уравнение автоволнового процесса в приповерхностном слое магнитной жидкости на границе с электродом // Вестник СГУ. Ставрополь: Изд-во СГУ. -2001.-Вып. 28.-С. 31-34.

101. Исследование диэлектрических сред с повышенной диэлектрической проницаемостью / С.М. Коробейников, Е.М. Белокуров, А.С. Клепиков и др. // Коллоидный журнал. 2001. - Т. 63. - Вып. 4. - С. 437-444.

102. Челидзе Т.Л., Деревянко А.И., Куриленко С.Д. Диэлектрическая спектроскопия гетерогенных систем. — Киев: Наукова думка, 1977. — 231 с.

103. Наполнители для полимерных композиционных материалов: спр. пособие / пер. с англ. под ред. Г.С. Каца, Д.В. Милевски. М.: Химия, 1981.-736 с.

104. Данилов М.И. Самоорганизация слоя магнитодиэлектрического коллоида под действием электрического поля: дис. . канд. физ.-мат. -Ставрополь, 2006. 130 с.

105. Агрегирование частиц в диэлектрическом и слабопроводящем магнитном коллоиде / В.В. Чеканов, П.М. Ильюх, Н.В. Кандаурова и др. // 11-ая Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям: сб. науч. тр. Иваново: Изд-во ИГЭУ, 2004. - С. 85-89.

106. Кандаурова Н.В. Приповерхностные и межфазные явления в магнитной жидкости в электрических и магнитных полях п их техническое применение: дис. . д-ра техн. наук. Ставрополь, 2000. - 307 с.

107. Особенности процессов структурообразования в магнитных жидкостях / Ю.И. Диканский, Ж.Г. Вегера, Р. Г. Закинян и др. // 10-ая Юбилейная международная Плесская конференция по магнитным жидкостям: сбор, науч. тр. Иваново: Изд-во ИГЭУ, 2002. - С. 1 ■4-21.

108. Obtaining the structured magnetic fluids in an electric field and their technical applications Текст. / V.M. Kozhevnikov, Yu.A. Larionov, I.Yu. Chuenkova [el al.] // Magnetohydrodynamics. 2004. - Vol. 40, N. 3. - P. 269-280.

109. Чеканов В.В., Бондаренко E.А., Дискаева E.H. Кинетика образования приэлектродного слоя магнитной жидкости в электрическом поле // Вестник Ставропольского государственного университета. -Ставрополь: Изд-во СГУ, 2005. Ж 43. - с. 85-92.

110. Экспериментальное исследование МГД насоса Текст. / М.К. Болога, И.А. Кожухарь, В.П. Усенко [и др.] // Электронная обработка материалов. 1978. - № 6. - С. 43-45.

111. Жакин А.И. Приэлектродные и переходные процессы в жидких диэлектриках // Успехи физических наук. 2006. - Т. 176. - № 3. - С. 289-310.

112. Месяц Г.А. Эктон — лавина электронов из металла // Успехи физических наук. 1995.-Т. 165.-№2.-С. 601-626.

113. Zhakin A.I. Electrohydrodynamics: Basic Concepts, Problems and

114. Applications. Kursk: Technical Univ. Press, 1996.

115. Zhakin, A. I. Electrohydrodynamics // CISM Courses and.Lectures. No. 380 / ed. A. Castellanos. - Wien: Springer, 1998. - 83 p.

116. Дискаева E.H. Исследование свойств приэлектродного слоя магнитной жидкости по эллипсометрическим и электрофизическим измерениям: автореф. дис. канд физ.-мат. наук. — Ставрополь. 24 с.

117. Жакин А.И. Ионная* электропроводность и комплексообразование в жидких диэлектриках // Успехи физических наук. 2003. - Т. 173. -№ 1.-С. 51-68.

118. Демин М.С., Кожевников В.М., Ларионов Ю.А. Электрофизические явления в коллоиде высокодисперсного магнетита // 111 международная конференция «Фундаментальные проблемы физики»: тезисы докладов. -Казань, 2005. С. 141.

119. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Измерение параметровслабопроводящего коллоида магнетита в переменном электрическом поле // Вестник СевКавГТУ. Ставрополь, 2005. - №. 4. - С. 62-69.

120. Кожевников В.М., Ларионов Ю.А., Демин М.С. Электрокинетические параметры магнитодиэлектрического коллоида в нестационарных режимах при воздействии электрического и магнитного полей // Вестник СевКавГТУ. Ставрополь, 2007. - №. 1. - С. 56-61.

121. Измерение параметров слабопроводящей жидкости в переменном электрическом поле Текст. / В.В. Гогосов, В.А. Полянский, Г.А. Шапошникова [и др.] // Электрохимия. 1989. — Т. XXV. - Вып. 7. -С. 881-886.

122. Felici, N .J. // Proc. 7th Int. Conf. Cond. and Breakdown Diel. Liq. Berlin-West. 1981.-P. 110.

123. Неводные растворы в технике и технологии / Г.А. Крестов, А .Я. Фридман, В.В. Мясоедова. М.: Наука, 1991.

124. НепперД. Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами / пер. сангл. М.: Мир, 1986.

125. Кожевников В.М., Морозова Т.Ф. Электрофизические параметры тонких слоев магнитной жидкости и ее компонентов // Сборник научных трудов. Серия «Физико-химическая». Ставрополь: изд-во СевКавГТУ, 1999.-Вып. 3.-С.60-66.

126. Зубко В.И., Зубко Д.В. Влияние состава и температуры концентрированных магнитных жидкостей на их электрофизические свойства для различных частот электрического поля // Инженерно-физический журнал. 2007. - Т. 77.-№ 1.-С. 158-162.

127. Духин, С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем / С.С. Духин. Киев: Наукова думка, 1975.

128. Скибин, Ю. Н. Влияние агрегирования частиц на экстинкцию и дихроизм магнитных жидкостей // Физические свойства магнитных жидкостей: сб. статей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. - С". 66-74.

129. Формирование динамических структур в слое магнитодиэлектрического коллоида в электростатическом поле / В.М. Кожевников, И.Ю. Чуешсова, М.И. Данилов и др. // Известия Вузов. СевероКавказский регион. Естественные науки. Прил. 2006. - № 9. - С. 3943.

130. Бибик Е.Е., Лавров И.С., Меркушев И.Н. Оптические эффекты при агрегировании частиц в электрическом и магнитном полях // Коллоидный журнал. 1966. - Т. 28. - № 5. - С. 631-634.