Исследование физической природы магнитоакустического эффекта на магнитной жидкости тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Пауков Владимир Митрофанович

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ МАГНИТОАКУСТИ-ЧЕСКОГО ЭФФЕКТА НА МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

01.04.07 - Физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

КУРСК 2004

Работа выполнена на кафедре физики

Курского государственного технического университета

Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор

Полунин Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Защита состоится 29 декабря 2004 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета К 212.105.03 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ

Автореферат разослан 26 ноября 2004 г.

Родионов Александр Андреевич

кандидат физико-математических наук, доцент Зотов Валерий Васильевич

Ведущая организация Ставропольский государственный университет

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Магнитные жидкости (МЖ) - это материал, обладающий сочетанием на первый взгляд несовместимых свойств - текучестью и гигантской (по сравнению с "обычными" жидкостями) намагниченностью. Его получение следует отнести к наиболее значительным достижениям современных нанотехнологий. Благодаря уникальным физическим свойствам МЖ нашли применение в различных областях науки и техники: акустомаг-нитные индикаторы мод упругих колебаний, магнитожидкостные герметизаторы (МЖГ), демпферы, наполнители зазоров магнитных головок громкоговорителей, управляемые акустомагнитные контакты, магнитожидкостные сепараторы, пневмо-акустические модуляторы магнитного потока и другие.

Наряду с разработкой новых применений магнитных жидкостей ведутся теоретические и экспериментальные исследования их физических и физико-химических характеристик, которые, в свою очередь, определяются свойствами коллоидных частиц, их взаимодействием с внешними электромагнитными полями.

Воздействие электромагнитного поля на МЖ может привести к возникновению в ней различного рода колебаний, особое место среди них занимают упругие звуковые и ультразвуковые колебания, научный и практический интерес к которым не вызывает сомнений.

Исследованию магнитоакустического эффекта (МАЭ) на МЖ (преобразование энергии электромагнитного поля в энергию упругих колебаний) посвящены работы: Сагу В.В., Fenlon F.H., Баштового В.Г., Полунина В.М., Кракова М.С, Родионова А.А. К числу работ, имеющих прямое отношение к проблеме, принадлежат исследования колебаний формы взвешенной капли МЖ, выполненные Дроздовой В.И., Скибиным Ю.Н. и Чекановым В.В. Однако работ экспериментального характера, направленных на исследование физической природы магнитоакустического эффекта на МЖ в широком диапазоне частот, крайне мало. Эти исследования тем более важны, что в диапа-

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ] [

зоне частот шириною в шесть декад (2 - 2106 Гц) благодаря особенностям структуры МЖ (наличие в жидкости - носителе однодоменных магнитных частиц, которым свойственны пондеромоторное взаимодействие с внешним магнитным полем, магнитострикция, магнитодиффузия и диполь -дипольное взаимодействие, хаотическое тепловое движение, перемагничивание) происходит смена доминирующего физического механизма МАЭ.

Исследование физической природы МАЭ на магнитном коллоиде представляет интерес для нескольких отраслей физической науки: физики конденсированного состояния, магнитной гидродинамики, механики жидкости.

В прикладном отношении МЖ в рамках рассматриваемой проблемы выступает в качестве материала, при помощи которого осуществляются превращение энергии электромагнитного поля в энергию упругих колебаний. При этом преобразующие устройства могут обладать рядом преимуществ по сравнению с традиционными твердотельными магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями. Эти преимущества заключаются в следующем: рабочее тело преобразователя по сравнению с твердотельным имеет меньшую плотность и скорость звука, что позволяет более чем на порядок уменьшить массу излучателя при одинаковой резонансной частоте; поверхность МЖ способна приобретать любую геометрию, задаваемую формой контейнера; возможна плавная перестройка резонансной частоты и диаграммы направленности.

Таким образом, актуальность проблемы, поднимаемой в диссертации, обусловлена интересами как научного, так и прикладного характера.

Целью работы является проведение экспериментального исследования физической природы МАЭ на магнитной жидкости в диапазоне низких звуковых и ультразвуковых частот.

Задачи исследования: - разработать методику и создать экспериментальную установку для исследований МАЭ в диапазоне частот от нескольких десятков Гц до десятков кГц;

- провести измерения частоты колебаний магаитожидкостной перемычки, возбуждаемых при ее разрыве;

- изучить эволюцию осциллограммы колебаний перемычки при изменении частоты сопряженного воздушного резонатора;

- получить выражение для оценки коэффициента пондеромоторной упругости колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом и сопоставить его с полученными опытными данными на основе «метода присоединенной полости»;

- произвести измерения полевой зависимости амплитуды колебаний, генерируемых в килогерцевом диапазоне частот в МЖ, помещенной в соосные постоянное и переменное магнитные поля; сравнить полученную кривую с кривой намагничивания суперпарамагнетика;

-экспериментально исследовать зависимость амплитуды возбуждаемых колебаний в цилиндрическом столбике МЖ от амплитуды переменной ЭДС, подаваемой на индуктор.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые проведены комплексные исследования частотной, полевой и амплитудной зависимости МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц-50 кГц;

- получено выражение для коэффициента пондеромоторной упругости колебательной системы с мгнитожидкостной перемычкой в качестве инертного элемента, которое удовлетворительно согласуется с результатами измерений, проведенных на основе метода «присоединенной полости»;

- дана интерпретация физической природы МАЭ на магнитной жидкости в исследованном диапазоне частот;

- установлены особенности физических механизмов возбуждения упругих колебаний МЖ - перемычки и звуковых колебаний в сопряженном звуковом резонаторе в момент разрыва - захлопывания перемычки;

- на основе качественного анализа данных по релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора показано существование «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот.

Автор выносит на защиту:

1. Методику и экспериментальную установку, разработанные для проведения комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 5 0 кГц;

2. Результаты экспериментального и теоретического исследования упругих свойств МЖ - перемычки;

3.Полученное выражение для приближенной оценки коэффициента пон-деромоторного типа колебательной системы с магнитожидкостной перемычкой и метод «присоединенной полости», позволяющий произвести экспериментальную проверку выводов теории;

4. Полученные экспериментальные данные по изучению МАЭ в кило-герцевом диапазоне частот, свидетельствующие о преобладающей роли пондеромоторного механизма;

5. Предложенные физические механизмы возбуждения упругих колебаний МЖ - перемычки и звуковых колебаний в сопряженном звуковом резонаторе в момент разрыва - захлопывания перемычки;

6. Гипотезу о существовании «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, связанного с конечностью времени релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора.

Достоверность экспериментальных исследований подтверждается: проведением опытов с использованием надежной экспериментальной методики, использованием поверенной измерительной техники; получением большого массива экспериментальных данных; совпадением данных нескольких независимых между собой экспериментов, проведенных на одних и тех же образ-

цах; удовлетворительным согласием между выводами модельной теории и результатами полученными экспериментально.

Научная и практическая ценность диссертации заключается в том, что проведенные комплексные исследования частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне 20 Гц - 50 кГц подтверждают доминирующую роль пондеромоторного механизма. Полученные экспериментальные и теоретические результаты могут быть полезны при проектировании новых и модернизации известных устройств, использующих магнитные жидкости, например, при проектировании и эксплуатации магнитожидкостных герметизаторов, магнитожидкостных дозаторов газа.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись: на 7-ой, 8-ой, 9-ой, 10-ой и 11-ой Международных Плесских конференциях по магнитным жидкостям (Иваново, 1996 г., 1998 г., 2000 г., 2002 г.,2004 г.); на 3-ей и 5-ой Всероссийских научно-технических конференциях (г. Нижний Новгород, 1998 г., 2000 г.); на 7-ой Всероссийской научно-технических конференциях "Материалы и упрочняющие технологии" (Курск, 1999 г.),

Публикации; основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 14 работах.

Личный вклад автора; разработана методика и создана экспериментальная установка для проведения комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц; выполнен весь объем экспериментальных исследований; сформулированы положения, выносимые на защиту.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследования и основные положения, выносимые на защиту. Показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В главе 1 диссертации дается обзор ранее опубликованных работ, посвященных получению МЖ, физической природе устойчивости МЖ, акустическим свойствам плоского магнитожидкостного источника звуковых колебаний. Рассмотрены существующие теоретические модели МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, к числу которых относятся магнитострикция ферро-частиц и диполь - дипольное взаимодействие между магнитными частицами, диспергированными в жидкости-носителе. На основании выполненного литературного обзора сделаны выводы и обозначены проблемы, требующие своего решения.

В главе 2 описана методика комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц.

Измерения частоты колебаний магнито-жидкостной мембраны (МЖМ) и коэффициента пондеромоторной упругости проводились на установке схематическое изображение которой показано на рис. 1. Капля магнитной жидкости 1 под действием кольцевого магнита 2 перекрывает сечение стеклянной трубки 3. Поршень 4 предназначен для создания перепада давления в воздушной полости 5. Перемещение поршня осуществляется микрометрическим винтом 6. Внутри кольцевого магнита размещена катушка индуктивности 7, используемая как для индикации электромагнитных колебаний, так и для Рис.1

возбуждения упругих колебаний МЖМ; в первом случае 8 - индикатор электромагнитных колебаний, во втором случае - генератор переменного напряжения. Часть трубки 9 осуществляет функцию внешнего сопряженного резонатора.

Изучение магнитоакустического эффекта в МЖ, заполняющей цилиндрический контейнер, переменным магнитным полем, напряженность Н которого параллельна напряженности Но подмагничивающего однородного магнитного поля, проводилось на экспериментальной установке, схематически изображенной на рис. 2. Стеклянная труба Г-образной формы 1 заполнена исследуемой магнитной жидкостью 2. Нижний горизонтальный патрубок расположен между полюсами лабораторного электромагнита (ФЛ-1) 3, обеспечивающего получение постоянного и достаточно однородного поля. На патрубок коаксиально надета возбуждающая катушка 4. Между катушкой и стеклянной трубкой имеется воздушный зазор ~ 2 мм. Наличие стоячей упругой волны в системе магнитная жидкость - цилиндрическая труба фиксируется с помощью пьезоэлектрической пластинки 5, размещенной на торце металлического стержня - волновода 6. Осциллограф 7 С1-117 предназначен для наблюдения переменного электрического напряжения, снимаемого с пьезоэлемента. 8 - генератор переменного напряжения (ГЗ-33). 9 -измеритель магнитной индукции с датчиком Холла 10.

В диссертационной работе дается подробная характеристика магнитного поля кольцевого магнита: распределение напряженности вдоль оси, среднее значение напряженности

по сечению трубки и его распределение вдоль оси, геометрия силовых линий В главе 3 даны основные характеристики исследованных образцов маг-нетитовых магнитных жидкостей на основе керосина (табл. 1), измеренные по традиционным методикам, приведены результаты измерений частоты и коэффициента затухания колебаний в системах с магнитожидкостным инертно-вязким элементом в виде МЖ - перемычки, результаты по комплексному исследованию частотной, полевой и амплитудной зависимости МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц

Таблица 1

На рис. 3 точками представлены результаты измерений частоты колебаний v МЖ - перемычки в зависимости от объема воздушной полости Уо

Зависимость амплитуды возбуждаемых колебаний от величины переменного магнитного поля возбуждающей катушки носит линейный характер На рис 4 представлен график зависимости ЭДС снимаемой с пьезоэлектрической пластинки от напряжения, подаваемого на катушку индуктивности

Результаты полевой за-

тельной амплитуды Р, возбу-

дится зависимость относи-

ставлены на рис. 5. Приво-

висимости МАЭ на магнит-

ном МЖ-3 коллоиде пред-

ждаемых колебаний от на- О

О 80

160 240 320 Н„,кА/м Рис. 5

пряженности подмагничи-

вающего поля Н„ для частоты 20 кГц. Заштрихованными кружками обозначены - значения полученные при увеличении напряженности магнитного поля, светлыми - при уменьшении. При расчете, в качестве реперного значения, берется максимальная амплитуда синусоидального напряжения, зафиксированного на осциллографе. На этом же рисунке приведена зависимость относительной намагниченности (заштрихованные ромбы, пунктирная кривая), при Мгои=49 кА/м.

В главе 4 дан теоретический анализ результатов эксперимента, позволивший: получить выражения для приближенной оценки коэффициента упругости пондеромоторного типа колебательной системы с МЖ - перемычкой; предложить физические механизмы возбуждения упругих колебаний МЖ - перемычки и звуковых колебаний в сопряженном звуковом резонаторе в момент разрыва- захлопывания перемычки; предложить гипотезу о существовании «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, связанного с конечностью времени релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора.

На основе модельной теории получено выражение для приближенной оценки коэффициента почдеромоторной упругости колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом

где Нг, Мг - осевые составляющие магнитного поля и намагниченности МЖ, 8 - площадь сечения трубки, Ь - толщина МЖ - перемычки, имеющей форму диска.

В рассматриваемой модели перемычка помещена в область максимального поля.

Эксперимент по определению параметра кр проведен на основе метода «присоединенной полости», сущность которого состоит в следующем. Последовательно выполняются измерения частоты колебаний при открытой с одного конца трубке V] и закрытой с обеих концов трубке — У^. Эквивалентная механическая модель колебательной системы с присоединённой полостью показана на рис.6. При открытой с одного конца трубке магнитожидкостная перемычка массой Шг подпружинена упругостью изолированной газовой полости и упругостью пондеромоторного типа В случае закрытой с обоих концов трубки к указанным двум упруго-стям добавляется упругость присоединённой газовой полости Получено выражение для коэффициента упругости пондеромоторного типа

1 V.

кр =

я2р8с2а4

16У*

п2-1 V,,

(2)

где Уас - объем присоединенной полости, п а= V} IV].

Значение п возрастает с увеличением отношения кас/кв, т.е. с увеличением отношения объемов герметизированной и присоединенной полости. При достаточно большом значении п принимает значение нескольких еди-

ниц. Если присоединенная полость является частью трубки постоянного сечения, то:

кр5

л2р6с2(32 16Ьас(п2-1)

(3)

Погрешность измерения к по методу присоединенной полости:

Дкр _ Др£ 2-Ас | 2-М АЬ^ 2п-Ап

п2 -1

Кр РЁ с а Лас

Наибольший вклад в погрешность вносят два последних члена, их сумма находится в пределах 10%.

В опытах магнитожидкостная перемычка размещается в цилиндрическом горлышке стеклянной колбы. Для образования присоединенной полости применяется герметично притертая пробка. По результатам предварительных измерений полевой зависимости намагниченности магнитных коллоидов получены данные, необходимые при расчете

Расхождение между расчетными (1) и экспериментальными (3) значениями коэффициента пондеромоторной упругости невелико, и находится в пределах погрешности измеряемой величины.

Линейная связь между смещением намагниченной капли и величиной пондеромоторной силы реализуется лишь в области достаточно малых смещений. С увеличением амплитуды колебаний эта зависимость приобретает выраженный нелинейный характер. При определённых условиях постоянная ангармоничности получает большие значения, смещается положение равновесия, система теряет устойчивость, связь между каплей жидкости и источником поля необратимо разрушается.

Получены аналитические выражения для постоянной ангармоничности на модели, показанной на рис. 7. Капля МЖ в виде диска высотой Ь находится в центре кругового тока I радиусом Я.

Рис.7

(6)

(7)

На рис. 8 приведены графики зависимостей S(t) ДЛЯ R = 0,1 МИ Т = Z/R. 1 -график функции S(t), если полагать, что упругость системы обусловлена только магнитным взаимодействием капли МЖ с круговым током. При этом S(t) резко возрастает и в точке Т = 0,5 претерпевает разрыв; 2, 3, 4 - если полагать, что капля МЖ подпружинена не только 20+" магнитным взаимодействием, но и , линейной упругостью столбика газа. При этом функция S(r) становится 10" непрерывной. Кривые зависимости S(t) - 2,3 И 4 характеризуют систему соответственно для случаев: A/kr= 2; A/kr=l; A/kr-0,5.

На рис. 9 показана модель возбуждения звука в воздушном резонаторе. При подъеме кольцевого магнита 1 в герметизированной воздушной полости 2 возникает перепад давления

15-

0.1 0,2 0.3 0,4 0.5 Рис.8

по отношению к давлению воздуха в резонаторе 3. Под действием избыточ-

ного давления МЖ - перемычка разрывается, и в отверстие устремляется воздух, благодаря чему происходит скачкообразное повышение давления.

Если перемычка в момент её захлопывания неподвижна, то вследствие аэродинамического удара воздушного потока о препятствие в верхней открытой части трубки возникает система звуковых волн, описываемая в соответствии с моделью Рэ-

Рис.9

лея выражением:

где кп — волновое число п-ой гармоники, и о — скорость воздушного потока по трубке в момент захлопывания перемычки. Для основной гармоники (четверть волновая труба) имеем:

(9)

Анализ полученных экспериментальных зависимостей (рис. 5, 6) указывает на неприменимость магнитострикционной модели электромагнитного возбуждения упругих колебаний в магнитной жидкости в килогерцевом диапазоне частот, и позволяет сделать вывод о доминирующей роли пондеромо-торного механизма в данном диапазоне частот.

В число вероятных механизмов предложено включить механизм уплотнения среды в окрестности феррочастицы (ФЧ) при ее вращательных колебаниях в переменном магнитном поле. При вращательных колебаниях ФЧ периодически меняется ориентация вытянутых палочкообразных молекул защитной оболочки (число которых по имеющимся данным составляет в результате чего периодически изменяется плотность их молекулярной обо-

с п 4 пг . тгс

5Р, ---илррссоз —вт —г,

1 л ок® 21 21

лочки. В окрестности частицы жидкость ис-

(рис. 10 а и б), причем синхронно по всем частицам дисперсной фазы.

пытывает периодические изменения объема '

а)

б)

Если период колебаний магнитного по-

Рис.10

ля достаточно мал (меньше времени релаксации восстановления равновесной ориентации молекул стабилизатора), то вращательные колебания ФЧ приводят к колебаниям объема жидкости в целом. Действие механизма симметрично относительно угла поворота частицы, т.е. эффект изменения объема должен выражаться четной степенной функцией относительно угла поворота.

Время ориентационной релаксации 1:

где W - коэффициент вращательного трения молекулы; Т) - сдвиговая вязкость окружающей жидкости; ко - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура.

Для палочкообразных молекул рициноловой кислоты, I = 1.5-10"7 с. Поэтому можно ожидать, что предлагаемый механизм возбуждения колебаний будет наиболее эффективным на частотах V > 106 Гц, т.е. в мегагерцевом диапазоне частот.

1. Разработана методика комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц.

2. Создана установка для проведения экспериментальных исследований МАЭ в области низких звуковых частот и частот килогерцевого диапазона.

3. Получено выражение для приближенной оценки коэффициента упругости пондеромоторного типа колебательной системы с магнитожидкостной перемычкой.

Основные результаты и выводы:

4. Разработан метод «присоединенной полости», позволяющий произвести экспериментальную проверку выводов модельной теории.

5. Полученные экспериментальные зависимости амплитуды генерируемого ультразвука от напряженности намагничивающего поля и от амплитуды переменного напряжения, подаваемого на индуктор, подтверждают предположение о пондероматорном механизме МАЭ в килогерцевом диапазоне частот, введенное в рамках квазистатической феррогидродинамики.

6. Предложен физический механизм возбуждения колебаний магнито-жидкостной перемычки в момент разрыва - захлопывания перемычки.

7. В условиях эксперимента возникновение звуковых волн в сопряженном с МЖ - перемычкой звуковом резонаторе удовлетворительно описывается моделью Релея.

8. Показано наличие физических предпосылок для существования «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, связанного с конечностью времени релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора.

9. На модели колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом расположенным на оси кругового тока, показано, что постоянная ангармоничности резко возрастает при вытеснении инертного элемента из области максимального поля.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пауков В.М., Карпова Г.В., Лобова О.В., Полунин В.М., Постников Е.Б. Экспериментальное исследование воздушно-магнитожидкостного резонатора // Акустический журнал. 2002. Т. 48, № 3. С. 364 - 367.

2. Пауков В.М., Карпова Г.В., Зубарев Е.К., Полунин В.М. Диссипация энергии в магнитожидкостном инертном элементе. // Сб. науч. тр. 10-й юбилейной Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям, сентябрь 2002, Иваново: ИГЭУ, 2002. С. 76-80.

3. Paukov V. M., Karpova G.V., Polunin V.M., Zubarev E. K. Electromagnetic excitation of elastic waves in the cylindrical sample of magnetic liquid. // Book of abstracts. The 8th international Plyos conference on magnetic fluids. Ivanovo State Power University. 1998. P.35.

4. Пауков В.М., Карпова Г.В., Полунин В.М., Чернышева И.А. Упругие и электромагнитные колебания, возбуждаемые разрывной магнитожидкост-ной мембраной. // Сб. науч. тр., 9я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Т.1. Иваново: ИГЭУ, 2000 С.145-147.

5. Пауков., В.М Карпова Г.В., Постников Е.Б. и др. Применение АЦП для идентификации результатов измерений в лабораторном практикуме по физике. //Сб. тр. науч.-метод. конф. КГТУ. Курск: КГТУ, 2002. С. 220-222.

6. Пауков В.М., Карпова Г.В., Полунин В.М., Черкашин М.Ю. Метод диагностики магнитожидкостных уплотнений. // Тез. докл. 3-ей Всероссийской научн.-техн. конф. ч. X. Нижний Новгород: ГТУ. 1998. С. 21.

7. Пауков В.М., Лобова О.В., Полунин В.М. и др. Установка для диагностики уплотняющих свойств магнитных жидкостей. // Методы и средства измерений физ. величин. Тез. докл. 5-ой Всероссийской науч.-техн. конференции. Нижний Новгород. 2000. 4.2. С.7. - Нижний Новгород: НГТУ. 2000.

8. Paukow W.M., Polunin W.M., Zoubarev E.K On electromagnetic excitation of sound in the magnetic liquid// Jour, of Technical Acoustics, 1997, V.3, P.61-62.

9. Пауков В.М., Полунин В.М. Полевая зависимость МАЭ в магнитной жидкости. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск. КГПУ, 1994. С. 74-76.

10. Дмитриев И.Е., Пауков В.М., Полунин В.М. и др. // Труды юбилейной научной конференции. Часть 1. КГТУ, 1995. С. 112 -114.

11. Paukow W. M., Polunin W.M., Zoubarev E.K. On electromagnetic excitation of sound in the magnetic liquid// The 7-th International Plyos Conference on magnetic fluids. 1996. Abstracts. P. 56.

12. Пауков В. М., Карпова Г. В., Полунин В.М., Сычев Г. Т. Электромагнитное возбуждение упругих колебаний в системе магнитная жидкость - цилиндрическая оболочка.// Методы и средства измерений физических величин. Тез. докл. III Всероссийской нучно-техн. конф. ч.11. Нижн. Новг. 1998. С.15.

13. Пауков В. М., Полунин В.М., Постников Е. Б. и др. Акустические резонаторы на основе магнитоуправляемых жидкостей.// Вибрационные машины и технологии. Курск. КГТУ 1999. С.257-260

14. Пауков В.М., Полунин В.М., Чистяков М.В. и др. Исследование маг-нитожидкостного преобразователя упругих колебаний // Сб. науч. тр. 11-й Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям, сентябрь 2004, Плёс, Россия, Иваново:ИГЭУ С. 315-320

ИД №06430 от 10.12.01.

Подписано в печать 15.11.04. Формат 60x84 1/16. Печ. л. 1,1. ТиражЮО экз. Заказ„ЗР/ Курский государственный технический университет. Издательско-полиграфический центр Курск, гос. техн. ун-та 305040 г. Курск,ул 50 лет Октября, 94

•"4993

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН В МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ

1.1 Получение магнитной жидкости и ее структура.

1.2.Физическая природа устойчивости МЖ - гетерогенной конденсированной среды. Образование агрегатов.

1.3 Акустические свойства плоского магнитожидкостного источника звуковых колебаний.

1.4 Возможность осуществления и акустические свойства цилиндрического магнитожидкостного источника звуковых колебаний.

1.5 Экспериментальные исследования магнитоакустического эффекта

1.5.1 Экспериментальная установка для исследования резонансного возбуждения упругих колебаний в МЖ в мегагерцевом диапазоне частот.

1.5.2 Результаты экспериментального исследования МАЭ.

1.5.3 Зависимость относительной амплитуды возбуждаемых упругих колебаний от параметров магнитного поля и температуры.

1.6 Обсуждение моделей магнитоакустического эффекта.

1.7 Выбор и обоснование направления исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

2.1. Разработка методики возбуждения и индикации низкочастотной моды колебаний.

2.2. Методика возбуждения упругих колебаний в магнитной жидкости переменным магнитным полем в килогерцевом диапазоне частот.

2.3.Методика измерений параметров вспомогательного назначения. Погрешность измерений.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ

3.1. Физические параметры объекта исследования.

3.2 Зависимость упругих свойств от геометрических параметров системы.

3.3 Полевая и амплитудная зависимости МАЭ на МЖ в килогерцевом диапазоне частот.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НА ОСНОВЕ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МОДЕЛЕЙ

4.1.1 Упругие свойства воздушно - магнитожидкостного резонатора.

4.1.2. Определение коэффициента пондеромоторной упругости на основе метода присоединенной полости.

4.2. Нелинейные свойства колебательной системы.

4.3 Механизм возникновения звуковых колебаний в воздушном резонаторе.

4.4. Вращательный механизм МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот

Актуальность проблемы. Магнитные жидкости (МЖ) - это материал, обладающий сочетанием на первый взгляд несовместимых свойств - текучестью и гигантской (по сравнению с "обычными" жидкостями) намагниченностью. Его получение следует отнести к наиболее значительным достижениям современных нанотехнологий. Благодаря уникальным физическим свойствам МЖ нашли применение в различных областях науки и техники: акустомаг-нитные индикаторы мод упругих колебаний, магнитожидкостные герметизаторы (МЖГ), демпферы, наполнители зазоров магнитных головок громкоговорителей, управляемые акустомагнитные контакты, магнитожидкостные сепараторы, пневмо-акустические модуляторы магнитного потока и другие.

Наряду с разработкой новых применений магнитных жидкостей ведутся теоретические и экспериментальные исследования их физических и физико-химических характеристик, которые, в свою очередь, определяются свойствами коллоидных частиц, их взаимодействием с внешними электромагнитными полями.

Воздействие электромагнитного поля на МЖ может привести к возникновению в ней различного рода колебаний, особое место среди них занимают упругие звуковые и ультразвуковые колебания, научный и практический интерес к которым не вызывает сомнений.

Исследованию магнитоакустического эффекта (МАЭ) на МЖ (преобразование энергии электромагнитного поля в энергию упругих колебаний) посвящены работы: Сагу В.В., Fenlon F.H., Баштового В.Г., Полунина В.М., Кракова М.С, Родионова A.A. К числу работ, имеющих прямое отношение к проблеме, принадлежат исследования колебаний формы взвешенной капли МЖ, выполненные Дроздовой В.И., Скибиным Ю.Н. и Чекановым В.В. Однако работ экспериментального характера, направленных на исследование физической природы магнитоакустического эффекта на МЖ в широком диапазоне частот, крайне мало. Эти исследования тем более важны, что в диапазоне частот шириною в шесть декад (2 - 2-106 Гц) благодаря особенностям структуры МЖ (наличие в жидкости - носителе однодоменных магнитных частиц, которым свойственны пондеромоторное взаимодействие с внешним магнитным полем, магнитострикция, магнитодиффузия и диполь -дипольное взаимодействие, хаотическое тепловое движение, перемагничивание) происходит смена доминирующего физического механизма МАЭ.

Исследование физической природы МАЭ на магнитном коллоиде представляет интерес для нескольких отраслей физической науки: физики конденсированного состояния, магнитной гидродинамики, механики жидкости.

В прикладном отношении МЖ в рамках рассматриваемой проблемы выступает в качестве материала, при помощи которого осуществляется превращение энергии электромагнитного поля в энергию упругих колебаний. При этом преобразующие устройства могут обладать рядом преимуществ по сравнению с традиционными твердотельными магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями. Эти преимущества заключаются в следующем: рабочее тело преобразователя по сравнению с твердотельным имеет меньшую плотность и скорость звука, что позволяет более чем на порядок уменьшить массу излучателя при одинаковой резонансной частоте; поверхность МЖ способна приобретать любую геометрию, задаваемую формой контейнера; возможна плавная перестройка резонансной частоты и диаграммы направленности.

Таким образом, актуальность проблемы, поднимаемой в диссертации, обусловлена интересами как научного, так и прикладного характера.

Целью работы является проведение экспериментального исследования физической природы МАЭ на магнитной жидкости в диапазоне низких звуковых и ультразвуковых частот.

Задачи исследования: - разработать методику и создать экспериментальную установку для исследований МАЭ в диапазоне частот от нескольких десятков Гц до десятков кГц;

- провести измерения частоты колебаний магнитожидкостной перемычки, возбуждаемых при ее разрыве;

- изучить эволюцию осциллограммы колебаний перемычки при изменении частоты сопряженного воздушного резонатора;

- получить выражение для оценки коэффициента пондеромоторной упругости колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом и сопоставить его с полученными опытными данными на основе «метода присоединенной полости»;

- произвести измерения полевой зависимости амплитуды колебаний, генерируемых в килогерцевом диапазоне частот в МЖ, помещенной в соосные постоянное и переменное магнитные поля; сравнить полученную кривую с кривой намагничивания суперпарамагнетика;

-экспериментально исследовать зависимость амплитуды возбуждаемых колебаний в цилиндрическом столбике МЖ от амплитуды переменной ЭДС, подаваемой на индуктор.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые проведены комплексные исследования частотной, полевой и амплитудной зависимости МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц;

- получено выражение для коэффициента пондеромоторной упругости колебательной системы с магнитожидкостной перемычкой в качестве инертного элемента, которое удовлетворительно согласуется с результатами измерений, проведенных на основе метода «присоединенной полости»;

- дана интерпретация физической природы МАЭ на магнитной жидкости в исследованном диапазоне частот;

- установлены особенности физических механизмов возбуждения упругих колебаний МЖ - перемычки и звуковых колебаний в сопряженном звуковом резонаторе в момент разрыва - захлопывания перемычки;

- на основе качественного анализа данных по релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора показано существование «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот.

Автор выносит на защиту:

1. Методику и экспериментальную установку, разработанные для проведения комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц-50 кГц;

2. Результаты экспериментального и теоретического исследования упругих свойств МЖ - перемычки;

3.Полученное выражение для приближенной оценки коэффициента пон-деромоторного типа колебательной системы с магнитожидкостной перемычкой и метод «присоединенной полости», позволяющий произвести экспериментальную проверку выводов теории;

4. Полученные экспериментальные данные по изучению МАЭ в кило-герцевом диапазоне частот, свидетельствующие о преобладающей роли пон-деромоторного механизма;

5. Предложенные физические механизмы возбуждения упругих колебаний МЖ - перемычки и звуковых колебаний в сопряженном звуковом резонаторе в момент разрыва - захлопывания перемычки;

6. Гипотезу о существовании «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, связанного с конечностью времени релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора.

Достоверность экспериментальных исследований подтверждается: проведением опытов с использованием надежной экспериментальной методики, использованием поверенной измерительной техники; получением большого массива экспериментальных данных; совпадением данных нескольких независимых между собой экспериментов, проведенных на одних и тех же образцах; удовлетворительным согласием между выводами модельной теории и результатами полученными экспериментально.

Научная и практическая ценность диссертации заключается в том, что проведенные комплексные исследования частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне 20 Гц - 50 кГц подтверждают доминирующую роль пондеромоторного механизма. Полученные экспериментальные и теоретические результаты могут быть полезны при проектировании новых и модернизации известных устройств, использующих магнитные жидкости, например, при проектировании и эксплуатации магнитожидкостных герметизаторов, магнитожидкостных дозаторов газа.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись: на 7-ой, 8-ой, 9-ой, 10-ой и 11-ой Международных Плесских конференциях по магнитным жидкостям (Иваново, 1996 г., 1998 г., 2000 г., 2002 г.,2004 г.); на 3-ей и 5-ой Всероссийских научно-технических конференциях (г. Нижний Новгород, 1998 г., 2000 г.); на 7-ой Всероссийской научно-технических конференциях "Материалы и упрочняющие технологии" (Курск, 1999 г.),

Публикации: основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 14 работах.

Личный вклад автора: разработана методика и создана экспериментальная установка для проведения комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц; выполнен весь объем экспериментальных исследований; сформулированы положения, выносимые на защиту.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы и приложения.

Основные результаты и выводы диссертационной работы:

1. Разработана методика комплексных экспериментальных исследований частотной, полевой и амплитудной зависимостей МАЭ на магнитном коллоиде в диапазоне частот 20 Гц - 50 кГц.

2. Создана установка для проведения экспериментальных исследований МАЭ в области низких звуковых частот и частот килогерцевого диапазона.

3. Получено выражение для приближенной оценки коэффициента упругости пондеромоторного типа колебательной системы с магнитожидкостной перемычкой.

4. Разработан метод «присоединенной полости», позволяющий произвести экспериментальную проверку выводов модельной теории.

5. Полученные экспериментальные зависимости амплитуды генерируемого ультразвука от напряженности намагничивающего поля и от амплитуды переменного напряжения, подаваемого на индуктор, подтверждают предположение о пондероматорном механизме МАЭ в килогерцевом диапазоне частот, введенное в рамках квазистатической феррогидродинамики.

6. Предложен физический механизм возбуждения колебаний магнитожидкостной перемычки в момент разрыва - захлопывания перемычки.

7. В условиях эксперимента возникновение звуковых волн в сопряженном с МЖ - перемычкой звуковом резонаторе удовлетворительно описывается моделью Релея.

8. Показано наличие физических предпосылок для существования «вращательного» механизма МАЭ в мегагерцевом диапазоне частот, связанного с конечностью времени релаксации структурной перестройки молекул оболочки стабилизатора.

9. На модели колебательной системы с магнитожидкостным инертным элементом, расположенным на оси кругового тока, показано, что постоянная ангармоничности резко возрастает при вытеснении инертного элемента из области максимального поля.

Считаю своим приятным долгом выразить сердечную благодарность моему научному руководителю профессору В.М. Полунину за внимательное руководство работой, а также сотрудникам кафедр физики и Т и ЭФ КурскГТУ за оказанную мне помощь в обсуждение полученных результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Браун У.Ф. Микромагнетизм. М: Наука. 1979. 160с.

2. Kittel С. Theory of the Structure of Ferromagnetic Domain in Films and Small

3. Particles // The Physical Review. 1946. V.70. N11-12. P.965-971.

4. Neel L. Le champ coercitif d'une pondré ferromagnetique cubique a juin grainsanisotropes // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N22. P.l 550-1551.

5. Neel L. Proprietes d'une pondré ferromagnetique cubique a grains fines // Academia des science. Comptes rendus. 1947. V.224. N21. P. 1488-1492.

6. Stoner E.C., Wohlfarth E.P. A Mechanism of Magnetic Hysteresis in Heterogeneous Alloys // Phylosophical Transactions of the Royal Society of London. 1949. V.240. N826. P.599-642.

7. Кондорский Е.И. Однодоменная структура в ферромагнетиках и магнитные свойства мелкодисперсных веществ // Доклады АН СССР. 1950. Т.70. №2. С.215-218.

8. Frei Е.Н., Shtrikman S., Treves D. Critical Size and Nucleation Fields of Ideal

9. Ferromagnetic Particles // The Physical Review. 1957. V.106. N3. P.446-455.

10. Elmore W.C. Ferromagnetic Colloid for Studying Magnetic Structures // The

11. Physical Review. 1938. V.54. N4. P 309-310.

12. Pappell S.S. Low viscosity magnetic fluid obtained by the colloidal suspensionof magnetic particles, US Patent N3215572, 1965.

13. Розенцвейг Р.Э. Феррогидродинамика // Успехи физ. Наук. 1967. Т.92. №2. С.339-343.

14. Бибик Е.Е. Приготовление феррожидкости // Коллоидный журнал. 1973.1. Т.35, №6. С.1141-1142.

15. Краков М.С., Матусевич Н.П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагниченности. // Магнитные жидкости :научные и прикладные исследования. Минск: АН БССР, ИТМО. 1983. С.3-11.

16. Фертман В.Е. Магнитные жидкости: Справочное пособие // Мн: Высш.шк., 1988. 184с.

17. Tasaki A., Tomiyama S. Magnetic Properties of Ferromagnetic Metal Fine Particles Prepared by Evaporation in Argon Gas // Japanese Journal of Applied Physics. 1965. V.4. N10. P.707-711.

18. Tokada Т., Yamamoto N., Shinjo T. Magnetic Properties of a-Fe304 Fine Particles // Bulletin of the Institute for Chemical Research Kyoto University. 1965. V.43. N4-5. P.406-415.

19. Hayes C.F. Observation of Association in a Ferromagnetic Colloid // J. Coll.1.ter. Sei. 1975. V.52. N2. P.239-243.

20. Martinet A. Berrifrigence et Duchroisme Lineaire des Ferrofluids Sous Champ

21. Magnetique // Revlogica Acta. 1974. V.52. N2. P260-264.

22. Варламов Ю.Д., Каплун А.Б. Исследование процессов структурообразования в магнитных жидкостях // Магнитная гидродинамика. 1983. №1. С.33-39.

23. Скибин Ю.Н. Влияние агрегатирования частиц на экстинцию и дихроизммагнитных жидкостей // Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С.66-74.

24. Peterson Е.А., Krueger D.A. Reversible Fluid Induced Agglomeration in Magnetic Colloids // J. Cool. Inter. Sei. 1977. V.62. N1. P.24.

25. Kruger D.A. Review of Agglomeration in Ferrofluids // IEEE Trans. Magn.1980. V.16.N2. P.251-253.

26. De Gennes P.G., Pincus P.A. Pair Correlation in a Ferromagnetic Colloids //

27. Phys. derKonden. Materie. 1970. V.ll. N3. P.189-198.

28. Jordan P.C. Association Phenomene in a Ferromagnetic Colloid // Molecular

29. Phys. 1973. V.25. N4. P.961-973.

30. Chantrell R.W., Bradbury A., Popplewel Y., Charles S.W. Agglomerate Formation in a Magnetic Fluid // J. Appl. Phys. 1982. V.53. N3. P.2742-2744.

31. Бибик E.E., Бузунов O.B. Достижения в области получения и примененияферромагнитных жидкостей. М.: ЦНИИ Электроника, 1979. 60с.

32. Бибик Е.Е. Эффекты взаимодействия частиц в дисперсных ферромагнетиках: Дис. . д-ра хим. наук. Л.: ЛТИ. 1971.

33. Соколова Е.А. Самогрануляция магнитотвёрдых материалов в жидких средах: Автореф. дис. . канд физ.-мат. наук. Л., 1973. 19с.

34. Шлиомис Н.И. Магнитные жидкости // Успехи физ. наук. 1974. Т. 112. №3. С.427-459.

35. Cowley M.D., Rosensweig R.E. The interfacial stability of a ferromagneticfluid // J. Fluid Mech. 1967. V.80. N4. P.671-688.

36. Gaititis A. Formation of the hexaganal pattern on the surface of a ferromagnetic fluid in a applied magnetic field // Journ. Fluid Mech. 1977. V.82. N3. P.401-413.

37. Цеберс A.O., Майоров M.M. Магнитостатические неустойчивости в плоских слоях намагничивающихся жидкостей. // Магнитная гидродинамика. 1980. №1. С.27-35.

38. Цеберс А.О. Магнитогидродинамические неустойчивости магнитной жидкости в плоских слоях. // Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей. Саласпилс. 1980. С. 127-134.

39. Баштовой В.Г., Краков М.С. О возбуждении звука в намагничивающейся жидкости // Магнитная гидродинамика. 1979. № 4. С. 3 9.

40. А. с. 650663 СССР. Излучатель звука / Ю.И. Барков, В.Г. Баштовой, С.В. Исаев, Б.Э.Кашевский, М.С.Краков. Заявл.27.09.77 // Б.И. 1979, № 9.

41. А. с. 713599 СССР. Способ генерации акустических колебаний / А.Р. Баев, Г.Е. Коновалов, П.П. Прохоренко. Заявл.22.02.78 // Б.И. 1980, № 5, С. 14.

42. Полунин В,М. О некоторых особенностях магнитожидкостного преобразователя // Акуст. журн. 1982. Т. 28. № 4. С. 541 546.

43. Полунин В.М., Игнатенко Н.М. О магнитожидкостном генераторе звуковых колебаний // 8-я Международная конференция по МГД-преобразованию энергии. Москва, 12-18 сентября 1983 г. Тезисы докладов. М.: ИВТАН, 1984. Т. 6. С. 303 306.

44. Бергман JI. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: изд. ИЛ. 1956.-726 с.

45. Сагу В.В., Fenlon F.H. On the utilization of ferrofluids for transducer appli-cations//Journ. Acoust. Soc. Amer. 1969. V. 45, №5. P. 1210-1217.

46. Баштовой В.Г., Краков M.C. Резонансное возбуждение волн ферромагнитной жидкости бегущим магнитным полем // Уральская конф. по применению магнитной гидродинамики в металлургии. Тез. докладов. Вып. 1. Пермь: УНЦ АН СССР. 1974. С. 136- 138.

47. Баштовой В.Г, Краков М.С. Резонансное возбуждение звука в ферромагнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1974. № 3. С. 3 7.

48. Баев А.Р., Прохоренко П.П. Резонансное возбуждение ультразвуковых колебаний в магнитных жидкостях // ДАН БССР, 1978. Т. 22. № 3. С. 242 -243.

49. Баштовой В.Г., Берковский Б.М. Термомеханика магнитных жидкостей // Магнитная гидродинамика. 1973, № 1. С. 3 14.

50. Полунин В.М. К вопросу о резонансном возбуждении колебаний в ферромагнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1978. № 1. С. 141 -143.

51. Полунин В.М. Об одном методе резонансного возбуждения ультразвуковых колебаний в ферромагнитной жидкости // Акуст. журн. 1978. Т. 24. № 1.С. 100- 103.

52. Шлиомис М.И. Магнитные жидкости // Успехи физ. Наук. 1974. Т. 112, №3. С. 427-459.

53. Neuringer J.L., Rosensweig R.E. Ferrohydrodinamic//Phys/ Fluids. 1964. V. 7, №12. P. 1927-1937.

54. Dubbelday P.S. Application of ferrofluids as an acoustic transducer material // IEEE Transaction on Magnetics (Second International Conference on Magnetic Fluids). 1980. V. 16. № 2. P. 372 374.

55. Полунин B.M., Игнатенко H.M. экспериментальные исследования свойствмагнитожидкостного преобразователя ультразвуковых колебаний // ультразвуки термодинамические свойства вещества. Курск: КГПИ. Т. 220. 1982. С. 104-108.

56. Бибик Е.Е. Приготовление феррожидкости // Коллоидн. журн. 1973.Т.35, №6. С. 1141-1142.

57. Полунин В.М., Игнатенко Н.М. Об упругих свойствах ферросагнитной жидкости//Магнитная гидродинамика. 1980. №3. С. 26-30.

58. Полунин В.М., Игнатенко Н.М., Лазаренко В.М. Магнитожидкостный преобразователь колебаний в мегагерцевом диапазоне частот. Тез. докл. Ч. 2. 15 Всесоюзн. конф. по физике магнитных явлений. Пермь: УНЦ АН СССР. 1981. С. 105- 106.

59. Полунин В.М., Игнатенко Н.М., Лазаренко В.М., Гаврилов Ю.А. О некоторых особенностях возбуждения колебаний в магнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1982. №2.С. 133-135.

60. Полунин В.М., Игнатенко Н.М., Лазаренко В.М. Некоторые результаты экспериментальных исследований магнитожидкостного преобразователя // Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1983. С. 110-114.

61. Бибик Е.Е., Бузунов О.В. Достижения в области получения и применения ферромагнитных жидкостей. М.: ЦНИИ Электроника, 1979. 60 с.

62. А. с. 516861 СССР. Ферромагнитная жидкость для магнитожидкостныхуплотнителей / Д.В. Орлов, В.А. Курбатов, А.П. Сизов и др. За-явл.29.01.75. №2095965/25-8//Б.И. 1976. № 21.

63. Игнатенко Н.М., Полунин В.М. К эффекту возбуждения ультразвуковых колебаний в магнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1983. № З.С. 142- 143.

64. Экспериментальные исследования магнитожидкостного преобразователя в мегагерцевом диапазоне частот / Игнатенко Н.М., Мелик-Гайказян И.Я., Полунин В.М.; Курский политехи, ин-т. Курск, 1983, 6 с. Рукопись деп. ВИНИТИ № 7036-83 Деп.

65. Бибик Е.Е. Влияние взаимодействия частиц на свойства феррожидкостей// Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1983. С. 3-21.

66. Полунин В.М. Влияние внутреннего теплообмена в магнитной жидкости на ее упругие свойства // Магнитная гидродинамика. 1984, №2. С. 138 -139.

67. Игнатенко Н.М., Мелик-Гайказян И .Я., Полунин В.М., Цеберс А.О. О возбуждении объемной магнитострикцией ультразвуковых колебаний в суспензии одноосных феррочастиц // Магнитная гидродинамика. 1984, № 3. С. 19-22.

68. Липкин А.И. Механизм генерации ультразвуковых колебаний в магнитной жидкости в однородном переменном магнитном поле // Журн. техн. Физики. 1987. Т. 57, № 1. С. 125 130.

69. О возможных механизмах генерации ультразвуковых колебаний в магнитной жидкости / Игнатенко Н.М., Родионов A.A., Полунин В.М.; Курский политехи, ин-т. Курск. 13 с. Рукопись деп. № 5155-82 Деп.

70. Физический энциклопедический словарь / Гл. редактор Прохоров A.M. М.: Советская энциклопедия. 1983. 928 с.

71. Игнатенко Н.М., Родионов A.A., Полунин В.М., Мелик-Гайказян И .Я. Влияние внешнего магнитного поля на скорость распространения ультразвуковых волн в магнитной жидкости//Известия вузов. Физика. 1983. №4. С. 65-69.

72. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. Электронный парамагнитный резонанс соединений промежуточной группы. М.: Наука, 1972. 672 с.

73. Полунин В.М. Релаксация намагниченности и распространение звука в магнитной жидкости// Акуст. журн. 1983. Т.29. №6. С. 820-823.

74. Полунин В.М. Об одной функции магнитокалорического эффекта в магнитной жидкости // Магнитная гидродинамика. 1985. № 3. С. 53 56.

75. Фертман В.Е. Магнитные жидкости естественная конвекция и теплообмен. Минск: Наука и техника, 1978. 206 с.

76. Luca Е., Cotae С., Calugaru G.H. Rev. Roum. Phys. 23, 1173 (1998)

77. Пирожков Б.И., Шлиомис М.И. 1У Всесоюзная конференция по магнитным жидкостям: Тез. докл. Иваново, 2, 35 (1985)

78. Пирожков Б.И. Изв. АН СССР. Сер. Физ. 51, 1088 (1987)

79. Пирожков Б.И., Афанасьев С.А. Вестн. Перм. ун-та. Физика. Вып. 4, 113 (1998)

80. Пшеничников А.Ф., Пирожков Б.И., Федоренко А.А. Применение скрещенных полей для анализа дисперсного состава магнитных жидкостей// С. 81-86. 2003

81. Дроздова В.И., Скибин Ю.Н., Чеканов В.В. Исследование колебаний капель магнитной жидкости //Магнитная гидродинамика. 1981. - №2. -С. 17-23.

82. Братухин Ю.К., Лебедев А.В. Вынужденные колебания капли магнитной жидкости//ЖЭТФ. 2002. Т.121,вып.6. С.1298-1305

83. Полунин В.М., Лобова О.В., Карпова Г.В. и др. Исследование упругих свойств МЖУ // Известия КГТУ. 2001. №6.с.98-108.

84. Пауков В.М., В.М. Полунин В.М. Полевая зависимость МАЭ в магнитнойжидкости. // Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск. КГПУ, 1994, с. 74 76.

85. Пауков В.М., Дмитриев И.Е., Полунин В.М. и др. Изучение акустоэлектромагнитных эффектов в магнитной жидкости // Труды юбилейной научной конференции. Часть 1. КГТУ, 1995, с. 112 114.

86. Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: МГУ. 1969. 387с.

87. Полунин В.М. Ферросуспензия в качестве жидкого магнита // Магнитнаягидродинамика. 1979. №3. С.33-37.

88. Полунин В.М. Об остаточной намагниченности ферросуспензии // Магнитная гидродинамика. 1978. №3. С. 129-131.

89. Родионов A.A. Релаксационные эффекты в ферромагнетиках в сложныхполях. Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. Воронеж : ВГТУ. 1995. 31с.

90. Химический энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1983.- 792 с.

91. Кикоин К. Таблицы физических величин. Справочник. М.: Атомиздат,1976.- 1008 с.

92. Кузнецов В.И. Химические реактивы и препараты (справочник). М.1. Л.: ГНТИХЛ, 1953.-670 с.

93. Краков М.С., Матусевич Н.П. К вопросу об устойчивости магнитных коллоидов и их максимальной намагниченности // Магнитные жидкости:научные и прикладные исследования. Сб. научн. тр. Минск: ИТМО АН1. БССР, 1983. С. 3-11.

94. Сорокин В.И. Исследование акустических водно-воздушных резонаторов//Акуст. ж. 1958. Т.4. №2. С. 187-195.

95. Архипов В.А., Жуков И.П., Миронов М.А. Воднотвоздушный резонатор с резонансной частотой, независящей от статического давления// Акуст. журн. 1987. Т. 33. Вып.З. С. 395- 398.

96. Орлов Д.В., Михалев Ю.О., Мышкин Н.К. и др. Магнитные жидкости в машиностроении. М.: Машиностроение. 1993. 268 с.

97. Орлов Д.В., Михалев Ю.О., Мышкин Н.К. и др. Магнитные жидкости вмашиностроении. М.: Машиностроение, 1993. 268с.

98. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн.

99. М.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2000. 560 с.

100. Cowley M.D., Rosensweig R.E. The interfacial stability of a ferromagneticfluid // J. Fluid Mech. 1967. V.80. N4. P.671-688.

101. Цеберс А.О. Магнитогидродинамические неустойчивости магнитной жидкости в плоских слоях. // Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей. Саласпилс. 1980. С. 127-134.

102. Рэлей . Теория звука Т. 2. М.: Госиздат техн.-теор. лит., 1955. 475 с.

103. Руденко О.В., Шанин A.B. Нелинейные явления в системах с конечным смещением границ // Физическая и нелинейная акустика. Сб. трудов семинара научной школы проф. В.А. Красильникова. М.: 2002. С. 31-46

104. Виноградов A.B. Физико-технические свойства магнитоуправляемых систем на основе высокодисперсных частиц магнетита// Автореферат канд. дисс. Кубанский ГТУ. Краснодар 2004.

105. Михайлов И.Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики. М.: Наука. 1964. 514с.