Исследованы причины максимума зависимости магнитной восприимчивости магнитных коллоидов от температуры на примере магнитных коллоидных систем на парафиновой основе. Проведен анализ особен-ностей полученных зависимостей магнитной восприимчивости от температуры в широком температурном интервале при твердом и жидком состояниях коллоидов. Сделан вывод, что один из обнаруженных максимумов, наблюдающийся при температуре плавления парафина, связан с блокировкой броуновских степеней свободы части наиболее крупных частиц магнетита, магнитный момент которых жестко связан с твердой матрицей. Наличие основного второго максимума, соответствующего твердому состоянию образца, объяснено переходом большей части более мелких частиц при понижении температуры из суперпарамагнитного состояния в магнитожесткое. Указано, что пологость этого максимума связана со значительной полидисперсностью ансамбля магнитных наночастиц. DOI: 10.21883/JTF.2018.01.45482.1945 Введение Магнитные свойства магнитных коллоидных наноси-стем -магнитных жидкостей ранее рассматривались во многих работах, обзор первых из которых можно найти в ряде монографий (например, в [1]). Развитие исследова-ний в этом направлении осуществлялось при рассмот-рении особенностей релаксации магнитного момента однодоменных частиц, учета их взаимодействия [2-6] и связанных с ним структурными изменениями систе-мы [7]. Одним из параметров, исследование которого позволяет провести анализ проявления этих процессов, является магнитная восприимчивость. Поэтому исследо-вание ее функциональных зависимостей неоднократно предпринималось многими авторами [2][3][4][5][6][7][8][9]. Одним из интересных результатов в этой области является экс-периментально обнаруженный максимум температурной зависимости восприимчивости, о котором, по-видимому, впервые сообщалось в работах [2,3] и впоследствии неоднократно исследовался в ряде работ [4-6,10]. Его наличие в [2] было объяснено потерей ориентационных степеней свободы магнитожестких однодоменных частиц при затвердевании дисперсионной среды. Аналогичное объяснение природы указанного максимума предлага-лось в работах [4,5], вместе с тем в работе [6] он был связан с магнитным фазовым переходом системы в так называемое состояние " дипольного стекла". По-видимому, отсутствие исчерпывающей ясности в этой проблеме способствует поддержанию к ней интереса. Об этом может свидетельствовать объяснение в последу-ющих работах, например [9][10][11], причины экстремально-го характера зависимости магнитной восприимчивости посредством магнитного фазового перехода, о котором упоминалось выше. Следует отметить, что в большин-стве работ, посвященных этому вопросу, исследовались магнитные жидкости на основе керосина с дисперсны-ми частицами магнетита, переход которых в твердое состояние происходит при температурах 200−240 K. Между тем известно, что в этой области температур возможно существенное изменение константы магнит-ной анизотропии магнетита, величина которой опреде-ляет переход системы в суперпарамагнитное состояние. Кроме того, в интервале температур 100−200 K, те...
Представлены результаты исследования магнитных свойств магнитных жидкостей на основе н-ундекана. Проведен анализ особенностей функциональных зависимостей магнитной восприимчивости от температуры в отсутствие и при наличии внешнего подмагничивающего поля. Обнаружено скачкообразное изменение теплоемкости среды, характерное для магнитных фазовых переходов. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44307.1929 Введение Магнитная жидкость представляет собой коллоидный раствор ферро-или ферримагнитных частиц (дисперсная фаза) со средним диаметром порядка 10 nm, дисперги-рованных в жидкости-носителе (дисперсионная среда). Для предотвращения коагуляции и седиментации нано-частицы дисперсной фазы стабилизируются либо элек-тростатически, либо стерически [1]. Стерическая стаби-лизация основана на использовании длинных молекул поверхностно-активных веществ, способных эффективно адсорбироваться на поверхности наночастиц и препят-ствовать их сближению и возможной коагуляции. Имен-но такой вид стабилизации наиболее часто применяется при синтезе магнитных жидкостей. Ферромагнитные наночастицы (чаще всего магнетитовые), диспергиро-ванные в жидкости-носителе, находятся в однодоменном состоянии, а их магнитный момент пропорционален объ-ему частицы. Эти свойства приводят к возникновению активного взаимодействия между наночастицами, свя-занного одновременно с процессами магнитного диполь-дипольного взаимодействия, стерического отталкивания оболочек и ван-дер-ваальсова взаимодействия. Кроме того, частицы дисперсной фазы в объеме магнитной жидкости эффективно взаимодействуют с внешними силовыми полями. Такого рода внутренние и внешние взаимодействия могут значительно влиять на вязкость, структурные и магнитные свойства магнитных жид-костей, что обусловливает их широкое применение в различных областях науки и техники, например, в магни-тожидкостных уплотнениях, в гироскопах, в динамиках, в магнитожидкостных сепараторах, в медицине и др.Не меньший интерес магнитные жидкости представ-ляют для фундаментальной науки как модельная среда, позволяющая изучать процессы взаимодействия частиц и влияние на них внешних силовых полей. Наличие силь-ных межчастичных взаимодействий приводит к возник-новению различного рода структур [2,3], существенно влияющих на макроскопические свойства среды. Очевид-но, что наиболее сильно внутренние процессы сказыва-ются на магнитных свойствах магнитных коллоидов, та-ких как магнитная восприимчивость и намагниченность. Эти параметры позволяют изучать не только статиче-ские свойства среды, обусловленные различными мик-роскопическими процессами, но и кинетику процессов взаимодействия наночастиц, релаксации их намагничен-ности [4][5][6]. Изучение процессов структурообразования в такой среде под воздействием внешних силовых полей и внутренних процессов также представляет отдельный интерес. В настоящее время наиболее хорошо изучены процессы, связанные с формированием и динамикой до-статочно крупных (≈ 10−50 µm) структур. Однако уже в течение нескольких десятилетий не утихают споры о возможности возникновения в магнитных жидкостях состоя...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.