Известия Российской академии наук. Серия физическая

Экспериментально исследованы особенности магнитной восприимчивости магнитной жидкости с немагнитным наполнителем. Установлено, что зависимость магнитной восприимчивости от концентрации немагнитного наполнителя имеет особенности. Объяснение обнаруженных эффектов основано на предположение о влиянии поверхностных сил на процессы релаксации магнитного момента магнитных частиц. Также обнаружено, что зависимости магнитной восприимчивости магнитной жидкости с немагнитным наполнителем от величины внешнего магнитного поля отличаются от аналогичных зависимостей для магнитной жидкости без наполнителя.

Исследованы магнитные свойства магнитополимерных композитных материалов. Выполнена верификация монодисперсной и бидисперсной теоретических моделей, учитывающих межчастичные диполь-дипольные взаимодействия, с помощью экспериментальных данных. Установлено, что бидисперсное приближение дает возможность воспроизводить экспериментальные результаты для реальных полидисперсных композитов.

Исследована способность магнитного эластомера, состоящего из силиконового каучука и частиц сплава Nd-Fe-B с небольшой долей частиц никеля, проводить переменный ток. Установлено, что присутствие последних расширяет диапазон изменения проводимости и магнитоемкости во внешнем магнитном поле. Также отмечено свойство композита сохранять информацию о направлении первичного намагничивания, что отражается на форме кривых гистерезиса при перемене направления внешнего поля на противоположное.

Исследован эффект изменения прозрачности магнитных эмульсий с деформируемыми каплями субмикронного размера при воздействии магнитного поля. Обнаружено влияние концентрации микрокапель, ориентации и напряженности магнитного поля на амплитуду изменения прозрачности. Выполнено сопоставление экспериментальных данных полевой зависимости магнитооптического эффекта и зависимости от угла ориентации магнитного поля с расчетами в приближении аномальной дифракции. Проанализирована возможность оценки межфазного натяжения в магнитных эмульсиях на основе исследования процессов релаксации оптических эффектов.

Изучено ориентационное текстурирование магнитных моментов четырех магнитных наночастиц, зафиксированных в вершинах правильного тетраэдра и образующих отдельную многогранульную частицу. Численные расчеты плотности вероятности ориентации магнитных моментов, статической намагниченности и начальной магнитной восприимчивости многогранульной частицы получены методом Монте—Карло.

Изучена зависимость статического магнитного отклика многогранульных частиц от количества гранул. Намагниченность многогранульных частиц МГЧ, гранулы в которой расположены в узлах кубической решетки, определена с помощью компьютерного моделирования методом Монте—Карло и теоретически. Установлено, что намагниченность многогранульных частиц чувствительна к числу гранул и не превосходит намагниченности, предсказанной одночастичной моделью Ланжевена. Наилучшее согласие теоретических расчетов и результатов компьютерного моделирования достигается для многогранульных частиц, содержащей более 100 частиц.

Создан фотонный кристалл с использованием композита «магнитная жидкость — эпоксидная смола». Экспериментально исследованы амплитудно-частотные характеристики коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона от полученной структуры. Показана возможность использования магнитных композитов для создания управляемых фотонных кристаллов

Изучены особенности формирования структурных решеток в тонких слоях коллоидов в направленном перпендикулярно плоскости слоя электрическом поле, а также при дополнительном воздействии магнитного поля. Получены новые данные о зависимости порогового (критического) значения напряженности электрического поля, соответствующего формированию лабиринтной структуры от напряженности дополнительно приложенного магнитного поля, толщины слоя и температуры. Исследованы зависимости времени формирования исследуемой структуры от температуры и напряженности дополнительно приложенного магнитного поля. Обнаружен термоиндуцированный эффект возникновения лабиринтной структуры в магнитном коллоиде в докритической области напряженностей действующего электрического поля при дополнительном воздействии лазерного излучения.

Изучена динамика немагнитных капель в магнитных жидкостях в микроканалах с конфигурацией «фокусировка потока» под действием неоднородного магнитного поля кольцевого магнита. Исследованы два типа многофазных систем: немагнитных эмульсий «масло в воде», «вода в масле», а также «вода в масле в воде» и магнитных прямых эмульсий, в которых магнитная жидкость использовалась в качестве непрерывной фазы. Получены зависимости размеров генерируемых немагнитных включений от скорости потока непрерывной магнитной фазы и смещения источника магнитного поля относительно разъема подачи дисперсной фазы горизонтально вдоль оси канала.

Экспериментально изучена частота образования пузырьков пара и теплообмен при кипении магнитной жидкости в однородном переменном горизонтальном магнитном поле. Образование пузырьков происходит на одиночном центре парообразования. Для измерения частоты образования паровых пузырьков применяется индукционный метод, основанный на возникновении индукционного тока в витках катушек, через которые перемещаются пузырьки пара. Обнаружено, что удельный тепловой поток и частота формирования пузырьков пара существенно зависят от частоты магнитного поля. Полученные результаты указывают на возможность эффективного бесконтактного управления процессом кипения магнитной жидкости, что может иметь практическое приложение.

Экспериментально исследован процесс всплытия пузырька воздуха, заключенного в оболочку из магнитной жидкости во внешнем однородном магнитном поле, направленном горизонтально. Показано, что магнитное поле, действуя на оболочку из магнитной жидкости, приводит к изменению формы пузырька, что в свою очередь отражается на количественных характеристиках процесса всплытия. Обнаружены также колебания формы пузырька воздуха в процессе всплытия. Полученные результаты указывают на возможность реализации управления малыми объемами газа, что может иметь практические приложения.

Теоретически и экспериментально исследовано течение тонкого слоя магнитной жидкости по горизонтальной плоскости около неподвижного намагничивающегося цилиндрического тела в приложенном однородном вертикальном магнитном поле. Построены формы поверхности магнитной жидкости в различные моменты времени. Исследовано влияние величины приложенного поля на течение слоя.

Рассмотрена модельная среда из частиц магнетита микронного размера и металлических шариков диаметром 1 мм в вязкой среде — глицерине. Рассмотрены процессы организации данной системы во внешнем магнитном поле при его увеличении. Также рассмотрено воздействие сдвиговых колебаний на процессы формирования структуры в исследуемых системах. Полученные данные могут послужить основой для моделирования динамики дисперсных систем и расширения представления об их поведении и организации в магнитных полях и при механических воздействиях.