Особенности процессов намагничивания и поляризации магниточувствительных эмульсий

Закинян, Артур Робертович

Особенности процессов намагничивания и поляризации магниточувствительных эмульсий тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

Закинян, Артур Робертович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Ставрополь МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.13 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Особенности процессов намагничивания и поляризации магниточувствительных эмульсий»

Автореферат диссертации на тему "Особенности процессов намагничивания и поляризации магниточувствительных эмульсий"

На правах рукописи

09460

Закинян Артур Робертович

741

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ НАМАГНИЧИВАНИЯ И ПОЛЯРИЗАЦИИ МАГНИТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ставрополь - 2010

004601741

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ставропольский государственный университет»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Дикапский Юрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Иванов Алексей Олегович кандидат технических наук, доцент Ч Ларионов Юрий Анатольевич

Ведущая организация:1 НИИ механики МГУ им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «14» мая 2010 г. в 14 часов 40 минут на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.256.08 при Ставропольском государственном университете по адресу: 355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, д. 1а, ауд. 416.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ставропольского государственного университета.

Автореферат разослан « 3 » апреля 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций

Д 212.256.08

Копыткова Л.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Несмотря на то, что к настоящему времени имеется достаточно большое число экспериментальных и теоретических работ, посвященных изучению магниточувствительных эмульсий, однако многие проблемы остаются открытыми. К таким проблемам относятся, в частности, особенности магнитных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий, их связь с различными параметрами системы и специфика взаимодействия с внешними полями. Большое значение при этом имеют исследования процессов структурообразования, происходящих в таких средах, и динамики частиц их дисперсиой фазы при воздействии внешних шлей, чему уделено недостаточно внимания в существующих в настоящее время работах. Поэтому, изучение электрических и магнитных свойств магниточувствительных эмульсий в настоящее время является актуальным и, безусловно, представляет общенаучный интерес. Наряду с этим, исследование особенностей их свойств важно в контексте более успешного практического их применения в качестве сред, магнитными и электрическими свойствами которых можно эффективно управлять путем воздействия внешними полями.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование особенностей магнитных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий, обусловленных протекающими в них процессами структурообразования и динамикой частиц дисперсной фазы при взаимодействии с магнитными и электрическими полями.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- изучить особенности поведения и динамику формы отдельных микрокапель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий, представляющих собой как капли магнитной жидкости, взвешенные в немагнитной среде, так и капли немагнитной жидкости, помещенные в жидкую намагничивающуюся среду, при воздействии на них внешних, полей;

- исследовать особенности магнитных свойств магниточувствительных эмульсий, обусловленные деформацией микрокапель дисперсной фазы под воздействием постоянного магнитного поля и эффектом обращения фаз. Выявить отличия магнитных свойств эмульсий с магнитной дисперсной фазой и немагнитной дисперсионной средой от свойств эмульсий с немагнитной дисперсной фазой и магнитной дисперсионной средой;

- установить особенности магнитных свойств магниточувствительных эмульсий, подверженных воздействию вращающегося магнитного поля, обусловленные деформацией при этих условиях капель дисперсной фазы эмульсии;

- исследовать особенности процесса образования цепочечных аг-рещтор из капель дисперсной фазыв-лмульсияхрзначениемежфазного натяжения в которых велико и препятствует деформации капель дисперсной: фазы под действием постоянного магнитного поля, изучить особенности электрических свойств таких сред, обусловленные процессами структурообразования в магнитном поле.

Научная новизна диссертации состоит в следующем.

Впервые экспериментально и теоретически изучена динамика формы немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость при воздействии на них вращающегося магнитного поля, установлены возможные, устойчивые конфигурации капли, а также явление распада капли и локальная гребенчатая неустойчивость ее границы.

Обнаружены новые эффекты деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных-в магнитную жидкость, в случае их расположения в плоском горизонтальном ограниченном слое под действием перпендикулярного слою магнитного поля. Обнаружено и исследовано явление интенсивного разрушения магнитных капель при резком наложении магнитного поля, происходящее по нескольким траекториям, имеющим фрактальную геометрию.

В результате исследования магнитных свойств магниточувстви-тельных эмульсий во внешних магнитных полях установлена связь макроскопических магнитных свойств таких сред с их структурным состоянием, обусловленным воздействием магнитного поля. Впервые показано влияние взаимодействия капель дисперсной фазы эмульсии на характер их деформации в магнитном поле. Изучено явление обращения фаз магаиточувствительной эмульсии при увеличении содержания в ней дисперсной фазы. Показано, что обращение фаз эмульсии проявляется в значительном изменении ее магнитных свойств.

Предложена, новая методика анализа размеров микрокапель дисперсной фазы магниточувствигельных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов на основе седиментационнош метода с использованием магнитной жидкости и магнитных измерений.

Обнаружена и исследована анизотропия электрической проводимости и диэлектрической: проницаемости магниточувствигельных эмульсий при формировании из них цепочечных агрегатов под действием магнитного поля. Показано, что удельная электрическая проводимость эмульсии под действием магнитного поля может возрастать в несколько раз по сравнению с первоначальным значением. Впервые изучена зависимость электрических свойств магниточувствигельных эмульсий от концентрации дисперсной фазы.

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

Научная и практическая значимость диссертации заключается в том, что полученные результаты исследования особенностей магнитных и электрических свойств магниточувствйтельных эмульсий, обусловленные процессами структурной организации и динамикой формы капель дисперсной фазы при воздействии магнитных и электрических полей внесли определенный вклад в развитие исследований ряда фундаментальных проблем физики жидких намагничивающихся сред.

При выполнении диссертационной работы были синтезированы и исследованы новые жидкие композиционные магнитомягкие материалы, макроскопические электромагнитные свойства которых существенным образом зависят от воздействия внешних полей. Это указывает на перспективность их практического применения в качестве сред, свойствами которых можно эффективно управлять путем воздействия внешних электрических и магнитных полей.

Усовершенствованный на основе применения магнитных жидкостей в качестве несущей среды седиментационный метод определения размеров микрочастиц может найти применение при проведении лабораторных исследований, а также в тех отраслях производства, в которых степень дисперсности материала влияет на качество производимых продуктов.

Автор защищает:

- установленные особенности процессов деформации немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, при воздействии вращающегося магнитного поля, а именно: возможность реализаций двух устойчивых конфигураций капли в виде вытянутого и сплюснутого эллипсоидов вращения, явление распада капли и возникновение локальной гребенчатой неустойчивости ее границы с внешней средой;

- результаты экспериментальных исследований особенностей процесса деформации и неустойчивости микрокапель магнитной жидкости и немагнитных микрокапель, помещенных в магнитную жидкость, в случае их расположения в плоском горизонтальном ограниченном слое в перпендикулярном его плоскости магнитном поле^

- установленные особенности магнитных свойств магниточувст-вительных эмульсий, обусловленные процессами деформации капель дисперсной фазы при взаимодействии со стационарным и вращающимся магнитными полями, и заключающиеся в том, что зависимость маг-

нитной проницаемости эмульсий от величины магнитного поля имеет характерный максимум, зависимость магнитной проницаемости от концентрации дисперсной фазы имеет перегиб, соответствующий обращению фаз эмульсии, которое проявляется в значительном изменении характера ее намагничивания;

- методику определения размеров капель дисперсной фазы магни-точувствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов седиментационным методом с использованием магнитной жидкости;

- установленные особенности электрических свойств магниточув-ствительных эмульсий, обусловленные образованием в них цепочечных агрегатов при взаимодействии с магнитным полем, и заключающиеся в том, что удельная электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость эмульсии могут увеличиваться в несколько раз при воздействии поля, магниточувствиельная эмульсия в магнитном поле становится электрически анизотропной средой, концентрационная зависимость электрической проводимости и диэлектрической проницаемости эмульсии носит монотонно возрастающий характер.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и обсуждались на представительных научных форумах: III Международная конференция «Фундаментальные проблемы физики» (Казань, 2005); 12-я, 13-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям (Плес, 2006,2008); I, П Всероссийская научная конференция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносисгем» (Ставрополь 2007,2009); Moscow international symposium on magnetism (Moscow, 2008); 7й' International conference on the scientific and clinical applications of magnetic carriers (Vancouver, Canada, 2008); V Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация для нано-технологий, техники и медицины» (Иваново, 2008); 51-54-я научно-методическая конференция «Университетская наука — региону» (Ставрополь, 2006-2009); I9iti Soft magnetic materials conference (Torino, Italy, 2009).

По теме'диссертации опубликовано 39 работ: 7 статей в рецензируемых журналах из перечня ВАК, 2 патента, 29 работ в сборниках и трудах конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 114 наименований. Материал диссертаций содержит 158 страниц, 54 рисунка.

Личный вклад соискателя.

Автором лично проведены все экспериментальные исследования, обработка результатов измерений и все представленные в диссертаци-

онной работе расчеты. Проведено сравнение полученных результатов экспериментальных исследований с результатами выполненных автором теоретических расчетов. Основные выводы и положения диссертационной работы сформулированы лично автором.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введеннн обоснована актуальность разрабатываемой темы, сформулирована цель работы, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор существующих экспериментальных и теоретических работ, посвященных физике магнитных жидкостей. Были проанализированы работы, в которых изучаются электрические свойства магнитных жидкостей. Также рассмотрен ряд работ, в которых исследуется поведение отдельных капель магнитных жидкостей в магнитном и электрическом полях. Приведены общие сведения об электрических свойствах диэлектрических эмульсий, а также обзор имеющихся работ по проблеме эмульсий магнитных жидкостей. Глава закончена анализом приведенного литературной'Ьбзора и постановкой задач, решаемых в диссертационной работе.

Во второй главе представлены результаты проведенных экспериментальных и теоретических исследований поведения немагнитной капли, взвешенной в магнитной жидкости, при воздействии стационарных и вращающихся магнитных полей.

Было установлено, что при воздействии однородно,го постоянного магнитного поля, первоначально сферическая капля вытягивается вдоль его силовых линий, принимая стационарную форму вытянутого эллипсоида вращения. Результаты измерения отношения полуосей деформированной капли в зависимости от магнитного числа .Бонда Во = ^0#2д/ст представлены на рисунке 1 (°).

При воздействии низкочастотного вращающегося магнитного поля (/~ 1 Гц) капли, сохраняя форму вытянутых вдоль поля

Рис. 1. Зависимость отношения полуосей деформированной капли от магнитного числа Бонда.

эллипсоидов, совершают вращение вслед за полем (под вращением понимается поворот большой оси капли). Было обнаружено, что с увеличением частоты вращения поля, капля может распадаться на две примерно одинаковые капли меньшего размера.

При воздействии на немагнитную каплю вращающегося магнитного поля большой частоты, капля, в противоположность рассматривавшимся выше случаям, приобретает форму сплюснутого эллипсоида вращения, максимальное сечение которого, совпадает с плоскостью вращения поля. Сплющивание происходит, если частота вращения магнишого поля больше некоторого критического значения, зависящего от размеров капли. Результаты измерения отношения полуосей сплющенной капли в зависимости от числа Бонда при частоте вращения поля 10 Гц представлены на рисунке 1 (• ).

Было обнаружено явление развития гребенчатой неустойчивости границы капли с внешней средой (рис. 2), которая возникает при достижении напряженностью вращающегося магнитного поля некоторого критического значения, зависящего от частоты вращения поля.

Теоретический анализ процесса сплющивания немагнитной капли, помещенной в магнитную жидкость, в высокочастотном вращающемся магнитном поле был проведен на основании принципа минимизации свободной энергии капли, складывающейся из магнитной и поверхностной энергий. В результате этого было получено выражение, определяющее форму сплюснутой капли:

„ (-2ГГ"2

50 ша

Рис, 2. Неустойчивость границы капли с внешней средой во вращающемся магнитном поле.

Во =

1-й

+ 3

1п

\+е

1-е-1

З/'е2 - (з/е3 -2/еУ

(1)

- е2 аг^

:-3

где N3 — размагничивающий фактор сплюснутого эллипсоида вращения вдоль его большой оси. Расчет, выполненный согласно (1), представлен на рисунке 1 (кривая 2). На этом же рисунке для сравнения представлены -результаты расчета деформации подобной капли в стационарном однородном поле, полученные ранее в работе [1] (кривая 1).

Проведенный теоретический анализ позволил также определить критерий распада капли в низкочастотном вращающемся магнитном

поле. Соответствующие расчеты находятся в удовлетворительном согласии с данными экспериментальных наблюдений.

Кроме этого были исследованы закономерности процесса деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, расположенных в плоском горизонтальном слое под действием перпендикулярного магнитного поля. Слой ограничивался двумя параллельными стеклянными пластинами, расстояние между которыми составляло порядка 100 мкм. Размер капель варьировался в интервале от 10 до 70 мкм. Под действием магнитного поля капли магнитной жидкости вытягивались вдоль силовых линий, и концы вытянутых капель достигали границ слоя. При увеличении напряженности поля в месте контакта вытянутой капли с границей слоя наблюдалось образование и развитие картины, обладающей характерной фрактальной структурой, и по форме напоминающей звезду (рис. 3). При дальнейшем увеличении напряженности магнитного поля, происходил распад капли на несколько капель меньшего размера (рис. 4).

Рис. 3. Характерная картина, на- Рис 4 Распад капли магнитной блюдающаяся в месте контакта жидкости капли магнитной жидкости с границей слоя.

Было обнаружено, что при резком включении поля, напряженностью превышающей критическое значение, соответствующее распаду капли, практически не успевают образовываться картины в виде звезд на границах слоя и капля сразу распадаются на множество мелких капель. При этом распад происходит по нескольким извилистым траекториям, имеющим фрактальную геометрию (рис. 5).

Проведенные исследования выявили ряд качественных отличий в поведении немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость и расположенных в плоском слое, по сравнению с каплями магнитной жидкости в аналогичной ситуации. В частности, при воздействии пер-

пендикулярного магнитного поля на немагнитные капли не происходит образования звездоподобных структур на границах слоя, и немагнитная капля приобретает разветвленную форму, напоминающую «вязкие пальцы» (рис. 6).

В третьей главе изучены магнитные свойства магниточувствительных эмульсий, обусловленные процессами деформации капель их дисперсной фазы при воздействии внешних магнитных полей.

Магниточувствительная эмульсия была приготовлена путем диспергирования авиационного масла АМГ-10 в магнетитовой магнитной жидкости на основе керосина. Была исследована концентрационная зависимость магнитной проницаемости эмульсии. Полученные результаты представлены на рисунке 7, где по оси абсцисс отложена объемная доля магнитной жидкости в эмульсии, по оси ординат - магнитная проницаемость. Как видно из рисунка, концентрационная зависимость в отсутствие внешнего магнитного поля имеет перегиб вблизи концентрации срт «0,5 , соответствующий обраще-

Рис. 7. Концентрационная зависимость магнитной проницаемости магниточувствительной эмульсии. Точки - экспериментальные данные, линии - соответствующие теоретические зависимости. о — при Н = 0; □ -при//=2,6кА/м.

Рис. 5. Распад капли магнитной жидкости при резком включении магнитного поля.

Рис. 6. Капля масла, помещенная в магнитную жидкость, в плоском слое при воздействии перпендикулярного магнитного поля.

шло эмульсии. Дополнительное действие постоянного магнитного поля изменяет ход концентрационной зависимости.

На рисунке 8 показана зависимость проницаемости от напряженности постоянного магнитного поля, когда эмульсия представляет собой дисперсию капель масла в магнитной жидкости (рис. 8 а) и дисперсию капель магнитной жидкости в масле (рис. 8 б): Объемная доля дисперсной фазы эмульсий составляет 20% (° ) и 35% (• ).

Теоретический анализ обнаруженных закономерностей был выполнен в приближении эффективной среды с учетом ее макроскопической магнитной анизотропии. Магнитная проницаемость эмульсии определена системой уравнений типа уравнения Бруггемана [2]:.

С (■ чАГ, ' - Л ..... "

Ре -К

= 1-

■9-.

"Л

2е(уУ

.=1-9.

1 -ы.

(2)

(3)

1 ~е(г')

— размагничивающие факторы капли дисперсной фазы эмульсии;

у' = ; у = а/Ь. Направление оси г выбрано

совпадающим с направлением магнитного поля. Степень деформации капель дисперсной фазы эмульсии была определена по минимуму свободной энергии единичного объема эмульсии согласно выражениям: ;

агс$иъ

,(4)

где \\ - объем отдельной капли дисперсной фазы эмульсии. Выражение (4) позволяет учесть влияние взаимодействия между каплями, а также макроскопической магнитной анизотропии эмульсии на процесс деформации капель ее дисперсной фазы. Результаты теоретических расчетов представлены на рисунках 7, 8. На основании сопоставления с экспериментальными данными можно сделать вывод о хорошем соответствии экспериментальных и теоретических результатов.

В результате проведенных исследований было показано, что эмульсия магнитной жидкости в масле гораздо сильнее реагирует на действие поля, чем обратная ей эмульсия масла в магнитной жидкости.

Были проведены исследования магнитной проницаемости магнито-чувствительной эмульсии при воздействии однородного вращающегося магнитного поля. Частота вращения поля составляла 30 Гц. Все капли

дисперсной фазы эмульсии при такой частоте вращения сплющиваются в плоскости вращения. Оказалось, что в случае, когда плоскость вращения внешнего поля перпендикулярна направлению измерительного поля, магнитная проницаемость эмульсии убывает с увеличением напряженности вращающегося поля. В случае, когда плоскость вращения внешнего поля параллельна направлению измерительного поля, зависимость магнитной проницаемости эмульсии от напряженности поля имеет характерный максимум. Теоретический анализ особенностей магнитной проницаемости магнигочувстви-тельной: эмульсии во вращающемся магнитном поле был выполнен по аналогии с описанным выше анализом магнитной проницаемости эмульсии в постоянном поле.

Также в данной главе предложена методика определения размеров капель дисперсной фазы маг-нито чувствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов с помощью усовершенствованного на основе использования магнитной жидкости седиментационного метода. Идея метода состоит в следующем. , Небольшое количество измеряемых частиц, засыпается в виде порошка в вертикальную трубку с магнитной жидкостью, в

5.5

4.5 4

.3.5 3

2.5

2.8

2.6 2.4 2.2

О 0.5 I 1.5 2 2.5 3

3.5 4 4.5 К кА/м

О 0.5 I 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Н, кА/м

Рис. 8. Зависимость магнитной проницаемости магниточувстви-тельной эмульсии от напряженности магнитного поля. Сплошные линии - теоретические зависимости, точки - экспериментальные данные.

определенном месте которой установлена катушка индуктивности малой длины. Одновременно начинается отсчет времени и измерение величины индуктивности катушки. Когда частицы достигнут того места трубки, где

установлена катушка, ее индуктивность изменится. Первые по времени изменения индуктивности катушки вызваны прохождением самых больших частиц, наибольшее изменение вызовет прохождение частиц средних размеров, наконец, моменту восстановления исходного значения индуктивности будет соответствовать прохождение самых мелких частиц. Результаты измерений служат основой для построения зависимости индуктивности катушки от времени. Дальнейшие расчеты позволяют определить долю частиц определенной фракции и построить кривую или гистограмму распределения частиц по размерам.

В четвертой главе изучены особенности электрических свойств магниточувствительных эмульсий, обусловленные их взаимодействием с магнитным полем. В качестве объекта исследования выбрана магни-

точувствительная эмульсия, дисперсионная среда в которой представлена магнитной жидкостью, а в качестве дисперсной фазы применялась смесь глицерина и воды, имеющая достаточно высокое значение диэлектрической проницаемости. Межфазное натяжение в такой эмульсии достаточно велико, и деформации капель эмульсии во внешнем поле практически не наблюдается, вместо этого под действием приложенного магнитного поля проис-Рис. 9. Магниточувствительная Х°ДИТ объединение капель дисперс-эмульсия глицерина в магнит- ной Фазы в Цепочечные агрегаты, ной жидкости при воздействии ориентированные вдоль направления постоянного однородного маг- поля (Рис- 9>- Были предприняты нипгого поля напряженностью исследования особенностей электро-Я= 4 кА/м проводности и диэлектрической

проницаемости данных эмульсии.

Так на рисунке ] 0 представлены зависимости удельной проводимости эмульсии от объемной доли дисперсной фазы, полученные без и при воздействии на нее магнитного поля, сонаправленного с электрическим (измерительным) полем. Как видно, эти зависимости имеют нелинейный характер, с увеличением содержания глицерина наблюдается возрастание проводимости эмульсии. Воздействие магнитного поля изменяет характер концентрационных зависимостей, они расположены выше и имеют иную кривизну. При воздействии

магнитного поля, сонаправленного с электрическим измерительным полей, удельная проводимость и диэлектрическая проницаемость увеличиваются по сравнению с первоначальными значениями в несколько раз, что является весьма значимым результатом в свете возможности практического применения. При взаимно перпендикулярном направлении полей " Наблюдается незначительное уменьшение величин проницаемости «проводимости эмульсии в зависимости от напряженности магнитного поля.

три ческой проводимости от объем- проводимости под действием магнитной концентрации эмульсии. ♦ - Я - 0; ного поля в зависимости от концен-• -//-"0,9к/Ум; о -Н=4,2кА/м. трацин эмульсии. □ - II - 0,9 кА/м;

• -//-1,8 кЛ/.м; о -// - 3,6 кЛ/м.

На рисунке 11 приведены зависимости относительного изменения удельной проводимости магниточувствительной эмульсии, обусловленного действием магнитного поля, от концентрации дисперсной фазы. Наибольшее изменение проводимости под действием поля наблюдается у эмульсий с объемной долей дисперсной фазы 20 - 30 %; электрические свойства эмульсий в данном концентрационном диапазоне наиболее чувствительны к воздействию магнитного поля.

Результаты проведенных исследований позволили заключить, что электрические свойства синтезированных и изученных магниточувстви-тельных эмульсий существенно зависят от воздействия магнитного поля и ими можно эффективно управлять с помощью внешних полей.

В Заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате исследования особенностей деформации немагнитной капли, помещенной в магнитную жидкость, во вращающемся магнитном поле, установлено, что капля может находиться в двух устойчивых конфигурациях: в виде вытянутого и сплюснутого эллипсоидов вращения, установлены условия реализации данных состояний. Обнаружено явление распада капли во вращающемся поле и явление неустойчивости границы капли. Наблюдаемые явления проанализированы теоретически. Обнаружены новые эффекты деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, расположенных в плоском слое в магнитном поле. Исследованы структуры в виде звезд, образуемые каплями магнитной жидкости и структуры, типа «вязких пальцев», образуемые немагнитными каплями. Обнаружено и исследовано явление интенсивного разрушения магнитных капель при резком наложении магнитного поля

2. Установлена связь макроскопических магнитных свойств магаиточув-ствительных эмульсий с особенностями деформации капель их дисперсной фазы при воздействии постоянного и вращающегося магнитных полей. Показано существенное влияние магнитного поля на проницаемость эмульсии, проявляющееся, в частности, в возникновении характерного максимума зависимости магнитной проницаемости от поля. Выявлено, что свойства эмульсий с дисперсной фазой, представленной магнитной жидкостью^ сильнее зависят от воздействия магнитного поля, чем свойства эмульсий с немагнитной дисперсной фазой и магнитной дисперсионной средой. Продемонстрировано, что обращение фаз эмульсии происходит в интервале концентраций от 40 до 60 %, в котором эмульсия проявляет промежуточные магнитные свойства. Развита теория рассмотренных явлений, произведено сопоставление экспериментальных и теоретических результатов.

3. Предложена методика определения размеров капель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов с помощью усовершенствованного на основе использования магнитной жидкости и применения магнитных измерений седиментационного метода.

4. Исследовано образование цепочечных агрегатов из капель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий глицерина в магнитной жидкости при воздействии магнитного поля, приводящее к возникновению анизотропии ее электрических свойств. Показано, что при совпадении направлений внешнего магнитного и измерительного электрического полей диэлектрическая проницаемость и удельная электрическая проводимость данных эмульсий увеличиваются в несколько раз. При этом наиболее сильная зависимость

электрических свойств от воздействия магнитного поля наблюдается для

эмульсий с Объемной концентрацией дисперсной фазы 20 - 30 %.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Блум Э. Я., Майоров M. М., Цёберс А. О. Магнитные жидкости. Рига:

Зинатне, 1989; 387 с.

2. Berthier S. Anîsotropic effective médium theories // J. Phys. I France.

1994. Vol. 4. P. 303-318.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в журналах го перечня ВАК:

1. Закинян Р.Г., Смерек Ю.Л , ЗакиняН А.Р. К механизму электропроводности магнитной жидкости с графитовым наполнителем // Известия высших учебных заведений, Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2004. № 3. С. 52 - 55.

2. Смерек Ю.Л., Закинян А.Р., Закинян Р.Г. К вопросу о влиянии объемного заряда на электрокинетические свойства высокодисперсного коллоида вблизи электрода // Известия высших учебных заведении, Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2005. № 3. С. 25 - 27.

3. Диканский Ю.И., Нечаева О.А., Закинян А.Р., Константинова Н.Ю. Эффекты структурных превращений в магнитных эмульсиях // Коллоидный журнал. 2007. Т. 69. № 6. С. 737 - 741.

4. Диканский Ю.И., Закинян А.Р., Константинова Н.Ю. О магнитной проницаемости магшггодйэлекгрической эмульсии // Журнал технической физики. 2008. Т. 78, вып. 1. С . 21 - 26.

5. Диканский К).И., Закийяй Â.P., Беджанян М.А. Седиментационный анализ с использование^ магнитной жидкости // Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. № 2. С. 182 - 185.

6. Dikansky Yu., Zakinyan A., Bedganian M. Use of a magnetic fluid for particle size analysis by a sédimentation method // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. Vol: 321. P. 1433-1435.

7. Ткачева E.C., Закинян А.Р. Динамика формы магнитных и немагнитных капель магнитодиэлектрических эмульсий в магнитном и электрическом полях // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2009. №4. С. 76-82.

Патенты и авторские свидетельства:

8. Диканский Ю.И., Беджанян М. А., Закинян А.Р. Способ определения размеров немагнитных дисперсных частиц с помощью магнитной жидкости. Патент на изобретение № 2310185. Россия. 2006.

9. Закинян А.Р. Программа для анализа магнИтофоретического движения микрочастиц и определения их магнитных свойств. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009616065. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 2 ноября 2009 г.

Другие публикации:

10. Диканский Ю.И., Нечаева O.A. Закинян А.Р. Деформация микрокапель магниточувствительной эмульсии в магнитном и электрическом полях // Коллоидный журнал. 2006. Т. 68. № 2. С. 161 - 165.

11. Диканский Ю.И., Беджанян М.А., Закинян А.Р., Константинова Н.Ю., Чуенкова И.Ю. Особенности структурных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий // Сборник тезисов III Международной конференции «Фундаментальные проблемы физики». Казань, 2005. С. 142.

12. Закинян АР. Влияние процессов структурообразования на электрические свойства магниточувствительных эмульсий // Сборник тезисов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2006». Москва: МГУ, 2006. С. 114 -115.

13. Диканский Ю.И., Нечаева O.A., Закинян А.Р., Константинова Н.Ю., Куникин С.А. Эффекты структурных превращений в магниточувствительной эмульсии И 12-я Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Сборник научных трудов. Плес, 2006. С. 76 - 82.

14. Закинян А.Р., Константинова Н.Ю. Магнитные свойства магниточувствительных эмульсий // Тринадцатая Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых. Материалы конференции. Ростов-на-Дону, 2007. С. 94 - 95.

15. Диканский Ю.И., Закинян А.Р., Беджанян М.А. Особенности электрических свойств магнитодиэлектрических эмульсий // Всероссийская научная конференция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем». Сборник научных трудов. Ставрополь, 2007. С. 65 - 70.

16. Диканский Ю.И., Закинян А.Р., Нечаева O.A., Шацкий В.П. Особенности вращения взвешенной в магнитной жидкости немагнитной капли во вращающемся магнитном поле // 13-я Международная Плесская конференция по нанодисперсным магнитным жидкостям. Сборник научных трудов. Плес, 2008. С. 221-226.

17. Dikansky Yu., Zakinyan A., Nechaeva О. Peculiarities of magnetic fluid microdrops instability in thin layer in magnetic field // Solid State Phenomena. 2009. Vol. 152-153. P. 171-174.

18. Закинян А.Р., Диканский Ю.И. Поведение немагнитной капли, взвешенной в магнитной жидкости, во вращающемся магнитном поле // II Всероссийская научная конференция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем». Сборник научных трудов. Ставрополь, 2009. С. 172 - 178.

Подписано в печать 22.03.10 Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л. 1,1 Уч.-изд.л. 0,86

Бумага офсетная Тираж 100 экз._ Заказ 78

Отпечатано в Издательско-полиграфическом комплексе Ставропольского государственного университета. 355009, Ставрополь, ул.Пушкина, 1.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Закинян, Артур Робертович

Введение.

Глава 1. Обзор современного состояния исследований магниточувствительных эмульсий.

1.1. Магнитные жидкости и их физические свойства.

1.2. Динамика капли магнитной жидкости во внешних полях.

1.3. Эмульсии и некоторые их свойства.

1.4. Магниточувствительные эмульсии.

Глава 2. Особенности деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, во внешних магнитных полях.

2.1. Динамика формы немагнитной микрокапли, помещенной в магнитную жидкость, при воздействии стационарных и вращающихся магнитных полей.

2.1.1. Экспериментальные исследования и их результаты.

2.1.2. Теоретический анализ.

2.2. Эффекты деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, в плоских щелях при воздействии перпендикулярного магнитного поля.

Глава 3. Магнитные свойства магниточувствительных эмульсий.

3.1. Магнитная проницаемость магниточувствительных эмульсий, подверженных действию постоянного однородного магнитного поля.

3.1.1. Экспериментальные исследования и их результаты.

3.1.2. Теоретический анализ.

3.2. Магнитная проницаемость магниточувствительных эмульсий во вращающемся однородном магнитном поле.

3.2.1. Экспериментальные исследования и их результаты.

3.2.2. Теоретический анализ.

3.3. Анализ размеров микрочастиц, а также микрокапель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий с помощью магнитной жидкости седиментационным методом.

3.3.1. Идея метода и экспериментальная установка.

3.3.2. Анализ экспериментальных данных.

Глава 4. Диэлектрическая проницаемость и удельная электрическая проводимость магниточувствительных эмульсий, подверженных действию магнитного поля.

4.1. Экспериментальные исследования и их результаты.

4.2. Анализ полученных результатов.

Введение диссертация по физике, на тему "Особенности процессов намагничивания и поляризации магниточувствительных эмульсий"

Магнитные жидкости, синтезированные в середине прошлого века, относятся к искусственным магнитоуправляемым материалам, сочетающим в себе свойства текучести и способности приобретать довольно заметную намагниченность. На раннем этапе развития науки о магнитных жидкостях ожидалось, что они окажутся также средой, электрическими и магнитными свойствами которой можно будет управлять с высокой степенью эффективности с помощью внешних полей, что-открывало бы довольно интересные перспективы их практического применения. Однако эти ожидания оправдались лишь отчасти в отношении магнитных свойств магнитных жидкостей и практически не оправдались в отношении ее электрических свойств. Обнаруженная зависимость электромагнитных параметров магнитных жидкостей от воздействия магнитных и электрических полей оказалась относительно слабой и не дала возможности широкого применения подобных эффектов на практике.

Вместе с тем на основе магнитных жидкостей оказалось возможным создание новых композиционных сред, которые проявляют более заметную зависимость своих свойств от воздействия магнитных и электрических полей. Наряду с другими к таким средам относятся магниточувствительные эмульсии, которые привлекают большой интерес исследователей как с чисто научной точки зрения, так и в контексте возможности их применения на практике в качестве магниточувствительных систем.

Актуальность проблемы. Работа посвящена исследованию структурных и макроскопических свойств магниточувствительных эмульсий. Несмотря на то, что к настоящему времени имеется достаточно большое число экспериментальных и теоретических работ, посвященных изучению магниточувствительных эмульсий, однако многие проблемы остаются открытыми. К таким проблемам относятся, в частности, особенности магнитных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий, их связь с различными параметрами системы и специфика взаимодействия с внешними полями. Важным аспектом исследований при этом являются процессы структурообразо-вания, происходящие в таких средах, и динамика частиц их дисперсной фазы при воздействии внешних полей, чему уделено недостаточно внимания в существующих в настоящее время работах. Поэтому, изучение электрических и магнитных свойств магниточувствительных эмульсий в настоящее время является актуальным и, безусловно, представляет общенаучный интерес. Наряду с этим, исследование особенностей их свойств важно в контексте более успешного практического их применения в качестве сред, магнитными и электрическими свойствами которых можно эффективно управлять путем воздействия внешними полями.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование особенностей магнитных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий, обусловленных протекающими в них процессами структурообра-зования и динамикой частиц дисперсной фазы при взаимодействии с магнитными и электрическими полями. !

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- исследовать особенности процесса образования цепочечных агрегатов из капель дисперсной фазы в эмульсиях, значение межфазного натяжения в которых велико и препятствует деформации капель дисперсной фазы под действием постоянного магнитного поля, изучить особенности электрических свойств таких сред, обусловленные процессами структурообразования в магнитном поле.

Научная новизна диссертации состоит в следующем.

Впервые экспериментально и теоретически изучена динамика формы немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость при воздействии на них вращающегося магнитного поля, установлены возможные устойчивые конфигурации капли, а также явление распада капли и локальная гребенчатая неустойчивость ее границы.

Обнаружены новые закономерности процесса деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, в случае их расположения в плоском горизонтальном ограниченном слое под действием перпендикулярного слою магнитного поля. Обнаружено и исследовано явление интенсивного разрушения магнитных капель при резком наложении магнитного поля, происходящее по нескольким траекториям, имеющим фрактальную геометрию.

В результате исследования магнитных свойств магниточувствительных эмульсий во внешних магнитных полях установлена связь макроскопических магнитных свойств таких сред с их структурным состоянием, обусловленным воздействием магнитного поля. Впервые показано влияние взаимодействия капель дисперсной фазы эмульсии на характер их деформации в магнитном поле. Изучено явление обращения фаз магниточувствительной эмульсии при увеличении содержания в ней дисперсной фазы. Показано, что обращение фаз эмульсии проявляется в значительном изменении ее магнитных свойств.

Предложена новая методика анализа размеров микрокапель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов на основе седиментационного метода с использованием магнитной жидкости и магнитных измерений.

Обнаружена и исследована анизотропия электрической проводимости и диэлектрической проницаемости магниточувствительных эмульсий при формировании из них цепочечных агрегатов под действием магнитного поля. Показано, что удельная электрическая проводимость эмульсии под действием магнитного поля может возрастать в несколько раз по сравнению с первоначальным значением. Впервые изучена зависимость электрических свойств магниточувствительных эмульсий от концентрации дисперсной фазы.

Научная и практическая значимость диссертации заключается в том, что полученные результаты исследования особенностей магнитных и электрических свойств магниточувствительных эмульсий, обусловленные процессами структурной организации и динамикой формы капель дисперсной фазы при воздействии магнитных и электрических полей внесли определенный вклад в развитие исследований ряда фундаментальных проблем физики жидких намагничивающихся сред.

Автор защищает:

- установленные особенности процессов деформации немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, при воздействии вращающегося магнитного поля, а именно: возможность реализации двух устойчивых конфигураций капли в виде вытянутого и сплюснутого эллипсоидов вращения, явление распада капли и возникновение локальной гребенчатой неустойчивости ее границы с внешней средой;

- установленные особенности магнитных свойств магниточувствитель- . ных эмульсий, обусловленные процессами деформации капель дисперсной фазы при взаимодействии со стационарным и вращающимся магнитными полями, и заключающиеся в том, что зависимость магнитной проницаемости эмульсий от величины магнитного поля имеет характерный максимум, зависимость магнитной проницаемости от концентрации дисперсной фазы имеет перегиб, соответствующий обращению фаз эмульсии, которое проявляется в значительном изменении характера ее намагничивания;

- методику определения размеров капель дисперсной фазы магниточув-ствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов седиментационным методом с использованием магнитной жидкости;

- установленные особенности электрических свойств магниточувстви-тельных эмульсий, обусловленные образованием в них цепочечных агрегатов при взаимодействии с магнитным полем, и заключающиеся в том, что удельная электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость эмульсии могут увеличиваться в несколько раз при воздействии поля, магниточувстви-ельная эмульсия в магнитном поле становится электрически анизотропной средой, концентрационная зависимость электрической проводимости и диэлектрической проницаемости эмульсии носит монотонно возрастающий характер.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 114 наименований. Материал диссертации содержит 158 страниц, 54 рисунка.

Заключение диссертации по теме "Электрофизика, электрофизические установки"

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 4-Й ГЛАВЫ

1. Исследованы особенности процесса образования цепочечных агрегатов в магниточувствительных эмульсиях с большим значением поверхностного натяжения на границе раздела фаз при воздействии на такие среды постоянного магнитного поля.

2. Обнаружено существенное влияние возникновения цепочечных агрегатов в эмульсии под действием магнитного поля на ее электрические свойства. В частности показано, что магниточувствительная эмульсия в этом случае становится электрически анизотропной средой. Обнаружено, что при воздействии внешнего магнитного поля напряженностью порядка нескольких кА/м, направленного параллельно измерительному электрическому полю, диэлектрическая проницаемость и удельная проводимость эмульсии могут возрастать в несколько раз по сравнению с первоначальным значением. В случае же взаимно перпендикулярной ориентации магнитного и электрического полей зависимость от поля крайне мала и наблюдается весьма незначительное убывание величин диэлектрической проницаемости и удельной проводимости с увеличением магнитного поля.

3. Показано, что наиболее сильная зависимость электрических свойств от воздействия магнитного поля наблюдается для эмульсий с объемной концентрацией дисперсной фазы 20-30%.

4. Проведен анализ ряда обнаруженных особенностей электропроводности магниточувствительной эмульсии в рамках приближения анизотропной эффективной среды. Сделан вывод о возможности эффективного управления электрическими свойствами магниточувствительных эмульсий посредством воздействия внешних магнитных полей.

147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты и выводы диссертационной работы.

1. В результате систематического исследования особенностей деформации немагнитной капли, помещенной в магнитную жидкость, во вращающемся магнитном поле, установлено, что капля может находиться в двух устойчивых конфигурациях: в виде вытянутого и сплюснутого эллипсоидов вращения, установлены условия реализации данных состояний. Обнаружено явление распада капли во вращающемся поле и возникновение неустойчивости границы капли. Наблюдаемые явления проанализированы теоретически. Обнаружены новые эффекты деформации капель магнитной жидкости и немагнитных капель, помещенных в магнитную жидкость, при их расположении в плоском горизонтальном ограниченном слое под действием магнитного поля. Исследованы структуры в виде звезд, образуемые каплями магнитной жидкости на границах слоя и структуры, напоминающие «вязкие пальцы», образуемые немагнитными каплями. Обнаружено и исследовано явление интенсивного распада магнитных капель при резком наложении магнитного поля, происходящее по нескольким траекториям, имеющим фрактальную геометрию.

2. Установлена связь макроскопических магнитных свойств магниточув-ствительных эмульсий с особенностями деформации капель их дисперсной фазы при воздействии постоянного и вращающегося магнитных полей. Установлена зависимость проницаемости эмульсии от величины подмагничи-вающих постоянного и вращающегося магнитных полей. Показано, что данная зависимость имеет характерный максимум. Исследованы концентрационные зависимости магнитной проницаемости магниточувствительной эмульсии, показано, что они имеют нелинейный характер. Выявлено, что магнитные свойства эмульсий с дисперсной фазой, представленной магнитной жидкостью, изменяются сильнее при воздействии магнитного поля, чем свойства эмульсий с немагнитной дисперсной фазой и магнитной дисперсионной средой. Изучено явление обращения фаз магниточувствительной эмульсии при увеличении содержания в ней дисперсной фазы. Показано, что обращение фаз эмульсии проявляется в значимом изменении ее магнитных свойств. Выявлено, что обращение фаз эмульсии происходит в интервале концентраций от 40 до 60 %, в котором эмульсия проявляет промежуточные магнитные свойства.

3. Развита теория магнитных свойств магниточувствительных эмульсий в постоянном и вращающемся полях. Показано хорошее согласие экспериментальных данных с теоретическими расчетами. Сделан вывод о возможности эффективного управления магнитными свойствами магниточувствительных эмульсий с помощью внешних магнитных полей различной конфигурации.

4. Предложена новая методика определения размеров капель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий, а также микрочастиц порошковых и гранулированных материалов с помощью усовершенствованного на основе использования магнитной жидкости и применения магнитных измерений се-диментационного метода.

5. Исследовано образование цепочечных агрегатов из капель дисперсной фазы магниточувствительных эмульсий глицерина в магнитной жидкости при воздействии магнитного поля, приводящее, в частности, к возникновению анизотропии электрических свойств такой эмульсии. Показано, что диэлектрическая проницаемость и удельная электрическая проводимость магниточувствительных эмульсий с глицериновыми каплями дисперсной фазы могут увеличиваться в несколько раз при совпадении направлений внешнего магнитного и измерительного электрического полей. Показано, что наиболее сильная зависимость электрических свойств от воздействия магнитного поля наблюдается для эмульсий с объемной концентрацией дисперсной фазы 20 -30 %. Сделан вывод о возможности эффективного управления электрическими свойствами магниточувствительных эмульсий с помощью внешних магнитных полей.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Закинян, Артур Робертович, Ставрополь

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

2. Вонсовский С. В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.

3. Shliomis M.I., Raikher Yu. L. Experimental investigations of magnetic fluids. // IEEE Transactions on Magnetic. 1980. Vol. MAG-16, N2. P. 237-250.

4. Kaiser R., Rosensweig R. Study of ferromagnetic liquid // CFSTI Rep. NASA CR-1407, 1969. 91 p.

5. Дюповкин H. И. Разработка методов повышения эксплуатационных характеристик магнитоуправляемых материалов для герметизации подвижных сопряжений машин: Дис. канд. технических наук. Иваново. -Ивановский энергетический институт, 1987.

6. Орлов Д. В. и др. Магнитные жидкости в машиностроении / Сб. научных трудов под редакцией проф. Д.В. Орлова и В.В. Подгоркова. М.: Машиностроение, 1993. 272 с.

7. Духин С. С., Шилов В. Н. Диэлектрические свойства и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах. Киев: Наукова думка, 1972. 206 с.

8. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. М.: Наука, 1982. 320 с.

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

10. Дюповкин Н. И., Орлов Д. В. Влияние электрического и магнитного полей на структуру магнитных жидкостей // Структурные свойства и гидродинамика магнитных коллоидов. Свердловск, 1986. С. 29 34.

11. Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. М.: Мир, 1989. 467 с.

12. Морозова Т. Ф. Формирование структуры в магнитной жидкости при воздействии поляризующего напряжения: Дис. канд. физ.-мат. наук. Ставрополь. Северо-Кавказский государственный технический университет, 2002.

13. Taylor G.I. Disintegration of water drops in an electric field 11 Proc. Roy. Soc. Lond. A 1964. A 280, N 1382. P. 383-397.

14. Маску W.A. Some investigations on the deformation and breaking of water drops in strong electric fields // Proc. Roy. Soc. Lond. A -1931. Vol. 133. P. 565-587.

15. Allan R.S., Mason S.G. Particle behavior in shear and electric fields. I. Deformation and burst of fluid drops // Proc. Roy. Soc. Lond. A 1962. A 267. P. 45-61.

16. Torza S., Cox R. G., Mason S. G. Electrohydrodynamic deformation and burst of liquid drops // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1971. A 269. N 1198. P. 295-319.

17. Sozou C. Electrohydrodynamics of a liquid drop: The time-dependent problem // Proc. R. Soc. Lond. A 1972. Vol. 331. P. 263-272.

18. Sozou C. Electrohydrodynamics of a liquid drop: The development of the flow field//Proc. R. Soc. Lond. A 1973. Vol. 334. P. 343-356.

19. Григорьев А.И. Капиллярные электростатические неустойчивости // Со-росовский образовательные журнал. 2000. Т. 6. №6. С. 37-43.

20. Ширяева С.О. О некоторых закономерностях поляризации и диспергирования капли в электростатическом поле // ЖТФ 2000. Т. 70. Вып. 6. С. 20-26.

21. Коромыслов В.А., Григорьев А.И., Ширяева С.О. Нелинейные осцилляции капли, движущейся с постоянной скоростью относительно диэлектрической среды в электрическом поле // ЖТФ 2006. Т. 76. Вып. 5. С. 16-24.

22. Ширяева С.О., Григорьев А.И., Крючков О.С. Об осцилляциях заряженной капли вязкой жидкости с конечной проводимостью // ЖТФ 2007. Т. 77. Вып. 6. С. 13-21.

23. Adam J.R., Lindblad N.R., Hendrics C.D. The collision, coalescence, and disruption of water droplets // J. Appl. Phys. 1968. Vol. 39. N 11. P 51735180.

24. Тарапов И.Е. Некоторые вопросы гидростатики намагничивающихся и поляризующихся сред // Известия АН СССР: Механика жидкости и газа. 1974. № 5. С. 141-144.

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

26. Nayyar N.K., Murty G.S. The flattening of dielectric liquid drop in a uniform electric field // Proceeding of National Institute of Sciences of India. 1955. Vol. 25. N 6. P. 373-379.

27. Блум Э.Я., Михайлов Ю.М., Озолс Р.Я. Тепло- и массообмен в магнитном поле. Рига: Зинатне, 1980. 355 с.

28. Дроздова В.И., Скроботова Т.В. О деформации намагничивающихся капель в магнитном поле // Материалы II Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. М.: изд-во МГУ, 1981. С. 24-25.

29. Чеканов В.В., Халуповский М.Д., Чуенкова И.Ю. О форме капли и межфазном натяжении магнитной жидкости в однородном магнитном поле // Магнитная гидродинамика. — 1988. №3. С. 124-128.

30. Архипенко В.И., Барков Ю.Д., Баштовой В.Г. Исследование формы капли намагничивающейся жидкости в однородном магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1978. №3. С. 131-134.

31. Погирницкая С.Г., Рекс А.Г. Осесимметричные равновесные формы капли магнитной жидкости в однородном магнитном поле // Двенадцатое Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Тезисы докладов. Рига, 1987. Т. 3. С. 91-94.

32. Stone H.A., Lister J.R., Brenner М.Р. Drops with conical ends in electric and magnetic fields // Proc. R. Soc. bond. A 1999. Vol. 455. P. 329-347.

33. Панченков Г. М., Цабек JI. К. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле. М.: Химия, 1969. 191 с.

34. Шурубор И.Ю. Расслоение ферроколоидов: условие образования и магнитные свойства капельных агрегатов. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1989.

35. Цеберс А. О. Вириальный метод исследования статики и динамики намагничивающейся жидкости // Магнитная гидродинамика. 1985. №1. С. 25-34.

36. Блум Э. Я., Майоров М. М., Цеберс А. О. Магнитные жидкости. Рига: Зинатне, 1989. 387 с.

37. Барков Ю.Д., Берковский Б.М. Распад капли намагничивающейся жидкости // Магнитная гидродинамика. 1980. №3. С. 11—14.

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

39. Hasse R.W. Inertial friction and angular momentum of an oscillating viscous charged liquid drop under surface tension // Annals of Physics. 1975. Vol. 93. P. 68-87.

40. Берковский Б.М. К исследованию устойчивости равновесных форм магнитной жидкости // Численные методы решения задач переноса. Минск, 1979. Ч. 1.С. 149-155.

41. Архипенко В.И., Барков Ю.Д., Баштовой В.Г. Исследование формы капли намагничивающейся жидкости в однородном магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1978. №3. С. 131-134.

42. Братухин Ю.К., Лебедев A.B. Вынужденные колебания капли магнитной жидкости // ЖЭТФ 2002. Т. 121, вып. 6. С. 1298-1305.

43. Горбунова Т.Н., Махукова О.Г., Чуенкова И.Ю. Деформация капель магнитной жидкости и их взаимодействие в электрическом и магнитном полях // Тезисы докладов 11 Всесоюзного совещания по физике магнитных жидкостей. Ставрополь, 1986. С. 41-43.

44. Tyatyushkin A.N., Velarde M.G. On the interfacial deformation of a magnetic liquid drop under the simultaneous action of electric and magnetic fields // J. Colloid Interface Sci. 2001. Vol. 235. P. 46-58.

45. Чуенкова И.Ю. Неустойчивость поверхности капель магнитной жидкости в электрическом и магнитном полях // XLI Рижское совещание по магнитной гидродинамике. Т. 3. Магнитные жидкости. Саласпилс, 1987. С. 95-98.

46. Нечаева О.А. Структурная организация магнитных коллоидов в электрическом и магнитном полях. Дисс. . канд. физ.-мат. наук. Ставрополь, 2003.

47. Морозов К.И. Вращение капли в вязкой жидкости // ЖЭТФ. 1997. Т. 112. Вып. 4(10). С. 1340-1350.

48. Jeffrey G.B. The motion of ellipsoidal particles in a viscous fluid // Proc. R. Soc. London A- 1922. Vol. 102. P. 161-179.

49. Лебедев A.B., Морозов К.И. Динамика капли магнитной жидкости во вращающемся магнитном поле // Письма в ЖЭТФ. 1997. Т. 65, вып. 2. С. 150-154.

50. Морозов К.И., Лебедев А.В. Бифуркации формы капли магнитной жидкости во вращающемся магнитном поле // ЖЭТФ. 2000. Т. 118, вып. 5(11). С. 1188-1192.

51. Lebedev A.V., Engel A., Morozov K.I., Bauke Н. Ferrofluid drops in rotating magnetic fields // New J. Phys. 2003. Vol. 5. P. 57.1-57.20.

52. Bacri J.-C., Cebers A., Perzynski R. Behavior of a magnetic fluid microdrop in a rotating magnetic field // Phys. Rev. Lett. 1994. Vol. 72. N 17. P. 27052708.

53. Диканский Ю.И., Беджанян M.A., Чуенкова И.Ю., Суздалев В.Н. Динамика формы капли магнитной жидкости во вращающемся магнитном и стационарном электрическом полях // Магнитная гидродинамика. 2000. №1.С. 61.

54. Dikansky Yu.I., Bedjanian М.А., Chuenkova I.Yu., Suzdalev V.N. Dynamicsof magnetic fluid drop's shape in rotating and stationary magnetic fields // J. Magn. Magn. Mater. 2002. Vol. 252. P. 276-279.

55. Эмульсии. Под ред. Шермана Ф. Л.: Химия, 1972. 448 с.

56. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. 368 с.

57. Клейтон В. Эмульсии. М.: Изд-во ин. лит. 1950. 680 с.

58. Виноградов А. П. Электродинамика композитных материалов. М.: УРСС, 2001.206 с.

59. Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев: Наукова думка, 1975. 246 с.

60. Romankiw L.T. Stable emulsion and method for préparation thereof. US Patent No 3981844 // USA. 1976.

61. Чеканов B.B., Дроздова В.И. Магниточувствительная эмульсия. А.С. № 966735 /СССР/ // Открытия. Изобретения. Пром. образцы. Товарные знаки. 1982. № 38.

62. Дроздова В.И. Экспериментальные исследования структуры и магнитных свойств магнитных жидкостей: Дис. канд. физ.-мат. наук. Ставрополь.: Пединститут, 1983. 139 с.

63. Дроздова В.И., Чеканов В.В. Диффузия частиц феррожидкости в магнитном поле // Магнитная гидродинамика. 1981. №1. С. 61 - 63.

64. Ivey M., Liu J., Zhu Y., Outillas S. Magnetic-field-induced structural transitions in a ferrofluid emulsion // Phys. Rev. E 2000. Vol. 63, 011403.

65. Диканский Ю.И., Беджанян M.A., Киселев B.B. Особенности намагничивания магнитных эмульсий // Магнитная гидродинамика. 1995. Т. 31, № 1-2. С. 79-84.

66. Диканский Ю.И., Беджанян М.А., Киселев В.В. Электрические свойства эмульсий с магнитной жидкостью в качестве дисперсионной среды // Коллоидный журнал. 2002. Т. 64, № 1. С. 34 - 38.

67. Беджанян М.А. Эффекты взаимодействия капель магнитной жидкости с электрическим и магнитным полями. Дисс. . канд физ.-мат. наук. Ставрополь, 2002.

68. Диканский Ю. И. Эффекты взаимодействия частиц и структурно кинетические процессы в магнитных коллоидах. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Ставрополь, 1999.

69. Диканский Ю. И., Цеберс А. О. Шацкий В. П. Свойства магнитных эмульсий в электрическом и магнитном полях // Магнитная гидродинамика.-1990. № 1.С. 32-38.

70. Чеканов В.В., Скибин Ю.Н., Епишкин Ю.А. и др. Магниточувствитель-ная жидкость для визуализации магнитной записи. A.C. № 940049 /СССР/ // Открытия. Изобретения. Пром. Образцы. Товарные знаки. -1982. №24.

71. Исследование остаточной намагниченности магнитной ленты и полей магнитных головок при высокой плотности записи способом визуализации с помощью композиционной жидкости. // Отчет по НИР. Инв. N 5890015. Ставропольский пединститут. — 1979. 112 с.

72. Диканский Ю.И. и др. Магниточувствительная жидкость для визуализации магнитных полей записи и способ ее приготовления // Авторское свидетельство № 1633348. Госкомизобретений, 1990.

73. Арутюнов М. Г. Феррография. М.: Энергоиздат, 1982. 312 с.

74. Sofonea V., Früh W.-G., Cristea A. Lattice Boltzmann model for the simulation of interfacial phenomena in magnetic fluids // J. Magn. Magn. Mater. -2002. Vol. 252. P. 144-146.

75. Korlie M.S., Mukherjee A., Nita B.G., Stevens J.G., Trubatch A.D., Yecko P. Modeling bubbles and droplets in magnetic fluids // J. Phys.: Condens. Matter. -2008. Vol. 20. 204143.

76. Дроздова В.И., Скроботова T.B., Чеканов B.B. // Магнитная гидродинамика. 1979. № 1. С. 16-18.

77. Yu W., Bousmina M, Zhou С. Determination of interfacial tension by the retraction method of highly deformed drop // Rheol. Acta. 2004. Vol. 43. P. 342-349.

78. Janiaud E., Elias F., Bacri J.-C., Cabuil V., Perzynski R. Spinning ferrofluid microscopic droplets // Magnetohydrodynamics. 2000. Vol. 36. N 4. P 300311.

79. Cebers A. Dynamics of an elongated magnetic droplet in a rotating field // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. 061402.

80. Taylor G.I. The viscosity of a fluid containing small drops of another fluid // Proc. R. Soc. Lond. A. 1932. Vol. 138. P. 41-48.

81. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 656 с.

82. Tsebers А.О., Maiorov М.М. Magnetostatic instabilities in plane layers of magnetizable liquids // Magnetohydrodynamics. 1980. Vol. 16. N 1. P. 2128.

83. Jackson D.P., Goldstein R.E., Cebers A.O. Hydrodynamics of fingering instabilities in dipolar fluids // Phys. Rev. E 1994. Vol. 50. N 1. P. 298-307.

84. Oddershede L., Bohr J. Self-organized structures in magnetic liquids // Physica Scripta- 1996. Vol. T67. P. 73-79.

85. Yang H.C., Yang S.Y., Tse W.S., Chiu Y.P., Horng H.E., Hong Chin-Yin Size effect on shape evolution of microdrops in magnetic fluid thin film under perpendicular magnetic fields // Magnetohydrodynamics. 1999. Vol. 35. N 4. P. 264-269.

86. Drozdova V.I., Tsebers A.O., Shargova G.V. Magnetic instabilities in microdrops within thin capillaries // Magnetohydrodynamics. 1990. Vol. 26. N 3. P. 314-321.

87. Elias F., Flament C., Bacri J.-C., Neveu S. Macro-organized patterns in ferrofluid layer: Experimental studies // J. Phys. I France. 1997. Vol. 7. P. 711728.

88. Jackson D.P. Orientational preference and predictability in a symmetric arrangement of magnetic drops // Phys. Rev. E 2003. Vol. 68. 035301(R).

89. Стрэггон Дж.А. Теория электромагнетизма. М.: ОГИЗ Гостехизда, 1948. 540 с.

90. Fricke Н. The Maxwell-Wagner dispersion in a suspension of ellipsoids // J. Phys. Chem. 1953. Vol. 57. P. 934-937.

91. Bruggeman D.A.G. Berechnung verschiedener physikalischer konstanten von heterogenen substanzen. I. Dielektrizitätskonstanten und leitfahigkeiten der mischkörper aus isotropen substanzen // Annalen der Physik. 1935. Vol. 416. P. 636-664.

92. Berthier S. Anisotropie effective medium theories // J. Phys. I France. -1994. Vol. 4. P. 303-318.

93. Garton C.G., Krasucki Z. Bubbles in insulating liquids: stability in an electric field // Proc. R. Soc. London 1964. Vol. 280. P. 211-226.

94. Volchek A.O., Gusarov A.I., Dotsenko A.V., Tsekhomsky V.A. Concentration dependence of droplet deformation in a phase separation process under an electric field // Phys. Rev. E 2004. Vol. 69. 011504.

95. Диканский Ю.И., Закинян A.P., Константинова Н.Ю. О магнитной проницаемости магнитодиэлектрической эмульсии // ЖТФ 2008. Т. 78, вып. 1. С. 21 -26.

96. Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: Изд-во Московского университета, 1969. 387 с.

97. Практикум по коллоидной химии. / Под ред. И. С. Лаврова. М.: Высшая школа, 1983.

98. Syvitski J.P.M. Principles, methods and application of particle size analysis. Cambridge University Press, Cambridge, 2007.

99. Диканский Ю.И., Беджанян M.A., Закинян A. P. Способ определения размеров немагнитных дисперсных частиц с помощью магнитной жидкости. Патент на изобретение № 2310185, 2006.

100. Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1989. 463 с.

101. Левин В .Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: ФИЗМАТГИЗ, 1959. 700 с.

102. Skjeltorp А.Т. One- and two-dimensional crystallization of magnetic holes // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 51. P. 2306-2309.

103. Toussaint R, Akselvoll J., Helgesen G., Skjeltorp A.T., Flekkoy E.G. Interaction model for magnetic holes in a ferrofluid layer // Phys. Rev. E 2004. Vol. 69,011407.

104. Toussaint R., Akselvoll J., Helgesen G., Flekkoy E.G., Skjeltorp A.T. Interaction of magnetic holes in ferrofluid layers // Progr. Colloid Polym. Sci. -2004. Vol. 128. P. 151-155.

105. Kristianscn K. de Lange, Helgesen G., Skjeltorp A.T. Braid theory and Zipf-Mandelbrot relation used in microparticle dynamics // Eur. Phys. J. В 2006. Vol. 51. P. 363-371.

106. Helgesen G., Svasand E., Skjeltorp A.T. Nanoparticle induced self-assembly // J. Phys.: Condens. Matter 2008. Vol. 20. 204127

107. Davies P., Popplewell J., Martin G., Bradbury A., Chantrell R.W. Monte Carlo simulations of the structure of magnetic fluid composites // J. Phys. D: Appl. Phys. 1986. Vol. 19. P. 469-476.

108. Popplewell J., Rosensweig R.E., Siller J.K. Magnetorheology of ferrofluid composites // J. Magn. Magn. Mater. 1995. Vol. 149. P. 53-56.

109. Popplewell J., Rosensweig R.E. Magnetorheological fluid composites // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. Vol. 29. P. 2297-2303.

110. Dikansky Yu.I., Veguera J.G., Suzdalev V.N., Smerek Yu.L. Magnetic fluids with nonmagnetic inclusions of various shapes // Magnetohydrodynamics. -2002. Vol. 38, No. 3. P. 281-285.

111. Лопатин Б. А. Теоретические основы электрохимических метод анализа. М.: Высшая школа, 1975. 296 с.

112. Усиков С.В. Электрометрия жидкостей. Л.: Химия, 1974. 144 с.