Особенности проводимости магнитной жидкости с мелкодисперсным наполнителем в магнитном поле

 

Ю.Л. Смерек, Ю.И. Диканский

СГУ, г. Ставрополь

 

Исследованию проводимости мелкодисперсных магнитных коллоидов в магнитных полях уделялось внимание многими исследователями. Однако, ожидаемого существенного изменения проводимости в результате воздействия на такие системы магнитного поля до настоящего времени обнаружено не было. В настоящей работе приводятся результаты исследований магнитных жидкостей с дисперсным наполнителем -ансамблем проводящих частиц микронных размеров. В случае воздействия магнитного поля на такую композиционную среду, вследствие намагничивания магнитной жидкости, омывающей немагнитные включения, последние могут рассматриваться как "диамагнитные" частицы, имеющие магнитные моменты, направленные противоположно полю. Наличие магнитных моментов у "магнитных дырок", приводит к их ориентации большой полуосью вдоль направления поля (в случае частиц анизотропной формы), а так же к их взаимодействию и образованию вследствие этого цепочечных структур. Эти процессы должны приводить к возникновению анизотропии различных физических свойств таких сред, в частности их электрической проводимости. Для исследования электрической проводимости использовалась стандартная измерительная ячейка с плоскими круглыми электродами, с зазором между ними 2 мм. После заполнения ячейки исследуемой средой она помещалась в намагничивающую систему, позволяющей получать однородное магнитное поля напряженностью до 10 кА/м. В качестве наполнителя использовалась графитовая пыль, при этом средний размер графитовых частиц составлял около 6 мкм. В результате проведенных исследований было установлено, что электрическая проводимость исследованной уменьшается с увеличением напряженности магнитного   поля   в   случае   его   направления   вдоль   электрического   и увеличивается когда направления магнитного и электрического поля перпендикулярны. При этом разность между проводимостью в случае когда электрическое и магнитное поля перпендикулярны и сонаправлены существенным образом зависит от объемного содержания немагнитных включений и может достигать 20%. Таким образом, проведенные исследования позволяют утверждать, что вследствие ориентации немагнитных частиц, помещенных в магнитную жидкость, их взаимодействия и образования в результате этого структурной анизотропии, электрическая проводимость таких магнитных жидкостей становится зависимой от величины и направления напряженности магнитного поля. Это указывает на возможность управления электрическими свойствами магнитных жидкостей с мелкодисперсным наполнителем с помощью магнитного поля, что может найти применение в приборостроении и технике.