К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ МАГНИТОЖИДКОСТНЫХ УСТРОЙСТВ

Магнитная жидкость представляет собой коллоид наночастиц магнетита. Применение магнитных жидкостей в технических устройствах имеет особенность, связанную с необходимостью использования сильно неоднородных магнитных полей в течение длительного промежутка времени. Одними из наиболее распространенных магнитожидкостных устройств являются магнитожидкостные уплотнения подвижных валов, магнитожидкостные опоры, подшипники, датчики ускорения, угла наклона, устройства для ввода информации в ЭВМ и т. п. Данные устройства предъявляют высокие требования к качеству используемых жидкостей. При воздействии неоднородных магнитных полей в магнитной жидкости происходят процессы магнитофореза и броуновской диффузии, что приводит к концентрации магнитных частиц в областях магнитной жидкости с большей напряженностью магнитного поля и увеличению намагниченности жидкости в данных областях. Локальное изменение концентрации частиц в жидкости изменяет ее физические свойства. Наиболее серьезным следствием переконцентрации магнитных частиц может быть образование агрегатов из частиц и дальнейшее расслоение магнитной жидкости вплоть до ее разрушения. Эти факторы приводят к изменению параметров магнитожидкостных устройств, нарушению их работоспособности и даже выходу из строя. Поэтому для их эффективной работы необходимы устойчивые, качественные магнитные жидкости, не подверженные быстрому расслоению в неоднородном магнитном поле. В данной работе предлагается методика оценки качества магнитных жидкостей, основанная на изучении влияния процессов магнитофореза и диффузии броуновских магнитных частиц в магнитной жидкости на силы, действующие в объеме жидкости во внешнем неоднородном магнитном поле. Методика создана на основе анализа характеристик изменения магнитной силы во времени в неоднородном поле постоянных магнитов. Известные в настоящее время методы определения устойчивости магнитной жидкости требуют достаточно сложного аппаратурного оформления и трудоемкой процедуры выполнения комплекса исследований. Предлагаемая методика может быть использована в качестве экспресс-метода оценки качества магнитной жидкости для ее применения в технических устройствах, и она не требует сложной аппаратуры.

1. Berkovsky B., Bashtovoi V. (Ed.) (1996) Magnetic Fluids and Applications Handbook. New York, Begell House Inc. Publishers. 851.

2. Rosensweig R. E. (1985) Ferrohydrodynamics. USA: Cambridge University Press. 344.

3. Berkovsky B. M., Medvedev V. F., Krakov M. S. (1989) Magnetic Fluids. Moscow, Chemistry. 240 (in Russian).

4. Suprun A., Romanov Yu., Simonenko D. (2001) Device for Inputting Information into the Computer. Patent No 2168201 Russian Federation (in Russian).

5. Landau L. D., Lifshitz E. M. (1986) Theoretical Physics. Vol. VI: Gidrodinamika. Moscow, Science. 736 (in Russian).

6. Bashtovoi V. G., Berkovsky B. M., Vislovich A. N. (1985) Introduction to Thermomechanics Magnetic Fluids. Moscow: IVTAN USSR. 188 (in Russian).

7. Kaiser R., Miskolczy G. (1970) Magnetic Properties of Stable Dispersions of Subdomain Magnetite Particles. Journal of Applied Physics, 41 (3), 1064–1072. DOI: 10.1063/1.1658812.

8. Mikhalev Y. O., Evsin S. I. (1991) Diagnostic Methods of Magnetic Fluids for Sealing Devices.Magnetohydrodynamics, 27 (1), 29–35.

9. Mikhalev Y. O., Novikov S. I., Orlov D. V., Trofimenko M. I. (1982) The Process of Determining the Stability of Magnetic Colloids. Copyright Certificate USSR No 922586.

10. Bashtovoi V. G., Polevikov V. K., Suprun A. E., Stroots A. V., Beresnev S. A. (2007). Influence of Brownian Diffusion on the Statics of Magnetic Fluid. Magnetohydrodynamics, 43 (1), 17–25.

11. Bashtovoi V. G., Reks F. G., Klimovich S. V. (2014) Experimental Research of Magnetophoresis and Brownian Diffusion Influence on “Magnetic Weight” of Magnetic Fluid. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Obedinenii SNG [Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations], (1), 65–69 (in Russian).