Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Изучение основных свойств и возможностей магнитных жидкостей

666 views

Published on

Изучение основных свойств и возможностей магнитных жидкостей

Published in: Education
  • Be the first to comment

Изучение основных свойств и возможностей магнитных жидкостей

  1. 1. Введение В коллоидных системах одно мелкораздробленное вещество — дисперсная фаза — равномерно распределено в другой фазе — дисперсионной среде. Так как размер частиц дисперсной фазы составляет 10-9-10-7 м, т.е. лежит в интервале от нанометров до сотен нанометров, то коллоидные системы относятся к наноматериалам. Магнитные жидкости - это коллоидные системы, где дисперсионной средой являются такие жидкости, как вода, жидкие углеводороды, кремний- и фторорганические жидкости, а дисперсной фазой – магнитные наночастички, каждая из которых представляет собой мельчайший магнит размером порядка 10 нанометров. Такая система обладает одновременно свойствами жидкости (текучестью) и ферромагнетика. Для предотвращения слипания частиц используют поверхностно- активные вещества, которые окружают наночастицы тонким слоем. Первые магнитные жидкости были синтезированы практически одновременно в лабораториях США и России в 60-х годах XX века. В настоящее время они активно изучаются в большинстве развитых стран: в США, Японии, Франции, Германии, Великобритании, Нидерландах, Израиле и др.
  2. 2. Магнитные жидкости обладают высокой чувствительностью к внешнему магнитному полю, поэтому можно управлять их поведением. При этом благодаря текучести они быстро реагируют на внешнее магнитное поле. В зависимости от концентрации дисперсной фазы можно в широких пределах варьировать плотность магнитных жидкостей. Эти особенности магнитных жидкостей, отличающие их от других дисперсных систем, позволяют использовать их в различных прикладных задачах. Как правило, магнитные жидкости используют в высокотехнологичных устройствах и приборах: в системах герметизации труб и валов, в высококачественных громкоговорителях, при магнитном обогащении руд, датчиках высокочувствительных измерителей ускорений, в приборах, где требуется высокий вакуум, при производстве электроэнергии и др. В медицине магнитные жидкости применяются при термическом воздействии на раковые клетки.
  3. 3. Цель работы: продемонстрировать основные свойства и возможности магнитных жидкостей.
  4. 4. Оборудование и материалы: 1. магнитная жидкость, 2.U-образная трубка, 3.кольцевой магнит , 4. чашка Петри[1], 5. магнитная мешалка, 6. дозатор, 7. дистиллированная вода. [1] Чашка Петри — лабораторная посуда, имеет форму невысокого плоского цилиндра, закрывается крышкой подобной же формы, но несколько большего диаметра. Применяется в биологии и химии.
  5. 5. Опыт №1 «Наблюдение явления высокой намагниченности магнитной жидкости» 1. Взять с помощью дозатора небольшое количество магнитной жидкости (1-2 мл) и поместить ее в U-образную трубку. 2. Заполнить до отметки трубку водой. 3. Кольцевой магнит перемещать вверх одного из колен U-образной трубки до тех пор, пока вода не поднимется до сливного отверстия. 4. Вернуть магнит в исходное состояние. 5. Перемещать кольцевой магнит вдоль второго колена U-образной трубки пока вода не поднимется до второго колена. 6. Вернуть магнит в исходное положение. 7. Повторить несколько раз экспериментальные стадии 3-6.
  6. 6. ВЫВОД 1. При подведении магнита жидкость перемещалась вверх по U-образной трубке, толкая воду. Такое поведение характерно для специфично магнитных жидкостей, а не для обычных. Данное свойство магнитных жидкостей позволяет использовать их в качестве гидрозатворов.
  7. 7. Опыт №2 «Наблюдение поведения магнитной жидкости во внешнем магнитном поле» 1. Взять с помощью дозатора небольшое количество магнитной жидкости (~ 5 мл) и поместить ее в чашку Петри. 2. Подвести ко дну чашки Петри магнит. Магнитная жидкость примет игольчатую форму. 3. Заполнить чашку Петри наполовину водой. 4. Поместить чашку Петри с магнитной жидкостью и водой на магнитную мешалку. 5. Включить магнитную мешалку и меняя скорость, наблюдать за движением магнитной жидкости в воде.
  8. 8. ВЫВОД 2. Магнитное поле влияет на внешнюю форму магнитной жидкости.
  9. 9. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ: В результате проведенной работы Вы ознакомились с особенностями магнитных жидкостей: высокой намагниченностью и чувствительностью к внешнему магнитному полю. Под воздействием внешнего поля на поверхности магнитной жидкости образовывалась игольчатая структура. Протекание процесса и вид формируемых структур зависят от концентраций коллоидных частиц обоих типов и наночастиц Fe3O4, от соотношения размеров частиц, а также от величины магнитного поля. Структуры образуются при достижении некоторого значения внешнего магнитного поля и распадаются при его отключении

×