 |
|
Свойства магнитных жидкостей
На немагнитное тело, помещенное в магнитную жидкость, которая находится в неоднородном магнитном поле, действует дополнительная архимедова сила. Эта сила направлена в сторону уменьшения напряженности магнитного поля. Это приводит к тому, что все немагнитные тела (цветные, драгоценные металлы, стекло и др.) находящиеся в магнитной жидкости выталкиваются из магнитного поля. Такое свойство магнитных жидкостей получило название левитации.
Подобно жидкостям магнитные жидкости обладают вязкостью. Однако, в отличие от ферросуспензий, в которых диспергированны частицы микронных размеров, и вязкость которых сильно зависит от приложенного магнитного поля (вплоть до отвердения), вязкость МЖ в магнитном поле изменяется весьма незначительно (всего в ~ 1,3 раза). Небольшое возрастание вязкости связано с выстраиванием магнитных осей феррочастиц вдоль магнитного поля, т.е. с выключением одной из вращательных степеней свободы феррочастиц.
Акустические свойства МЖ (скорость звука, поглощение звуковой энергии, волновое сопротивление) определяются конкретным составом МЖ, их концентрацией и способностью к агрегированию феррочастиц. Скорость звука в магнитных жидкостях всегда несколько меньше скорости звука в жидкости-носителе. Так, если в керосине скорость звука при комнатной температуре и атмосферном давлении ~1300 м/с, то в МЖ, приготовленной на основе керосина, она находится в пределах 1100-1300 м/c.
Коэффициент поглощения звука увеличивается с увеличением концентрации МЖ и может в несколько раз превосходить значение, характерное для жидкости-носителя.
С увеличением температуры скорость звука в МЖ (как и в большинстве простых жидкостей) уменьшается практически по линейному закону. График зависимости скорости звука от температуры (c = f(T)) в дистиллированной воде представлен на рисунке 17.10а.
График зависимости скорости распространения ультразвука от температуры (c = f(T)) в магнитной жидкости на основе воды представлен на рисунке 17.10б.
Адиабатная сжимаемость магнитных жидкостей β по мере увеличения концентрации твердой фазы φ линейно убывает. График зависимости магнитной жидкости на основе керосина β = f(j) представлен на рисунке 17.11.
Таким образом, упругие свойства МЖ достаточно близки к упругим свойствам жидкости-носителя. Даже при предельных концентрациях звуковые волны достаточно хорошо распространяются в МЖ (в отличие от световых волн).