Отправить статью по E-mail 
Особенности формирования лабиринтной структуры в тонких слоях магнитных жидкостей в постоянном электрическом поле
- Авторы: Бекетова Е.С.1, Мкртчян В.Д.1, Диканский Ю.И.1
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
- Выпуск: Том 88, № 10 (2024)
- Страницы: 1594-1601
- Раздел: Микрофлюидика и феррогидродинамика магнитных коллоидов
- URL: https://bakhtiniada.ru/0367-6765/article/view/283384
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676524100142
- EDN: https://elibrary.ru/DSMAFW
- ID: 283384
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
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.
Полный текст
Об авторах
Е. С. Бекетова
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Автор, ответственный за переписку.
Email: tkacheva_es.86@mail.ru
Россия, Ставрополь
В. Д. Мкртчян
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Email: tkacheva_es.86@mail.ru
Россия, Ставрополь
Ю. И. Диканский
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Email: tkacheva_es.86@mail.ru
Россия, Ставрополь
Список литературы
- Rosensweig R.E. Ferrohydrodynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 1985.
- Такетоми С., Тикадзуми С. Магнитные жидкости. М.: Мир, 1993. 272 с.
- Blums E., Cebers A.O., Maiorov M.M. Magnetic fluids. Berlin: Walter de Gruyter, 1997.
- Torres-Díaz I., Rinaldi C. // Soft Matter. 2014. V. 10. Art. No. 8584.
- Zhang X., Sun L., Yu Y, Zhao Y. // Adv. Mater. 2019. V. 31. Art. No. 1903497.
- Shasha C., Krishnan K.M. // Adv. Mater. 2020. V. 33. Art. No. 1904131.
- Гареев К.Г., Непомнящая Э.К. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 7. С. 990; Gareev K.G., Nepomnyashchaya E.K. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 7. P. 904.
- Диканский Ю.И., Куникин С.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. T. 83. № 12. С. 1704.
- Белых С.С., Ерин К.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 7. С. 962. Belykh S.S., Yerin C.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 7. P. 878.
- Ряполов П.А., Соколов Е.А., Шельдешева Е.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 347; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Shel’deshova E.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 295.
- Диканский Ю.И., Нечаева О.А. // Коллоид. журн. 2003. Т. 65. № 3. С. 311; Dikanskii Yu.I., Nechaeva O.A. // Colloid J. 2003. V. 65. No. 3. P. 305.
- Диканский Ю.И., Закинян А.Р., Коробов М.И. // Коллоид. журн. 2015. Т. 77. № 1. С. 19; Dikanskii Y.I., Zakinyan A.R., Korobov M.I. // Colloid. J. 2015. V. 77. No. 1. P. 16.
- Ahme A.M., Zakinyan A.R. Waleed S.A. // Chem. Phys. Lett. 2023. V. 817. Art. No. 140413.
- Dikansky Y.I., Drozdov A.S., Eskova I.V. et al. // Magnetochemistry. 2023. V. 9. No. 9. Art. No. 207.
- Бекетова Е.С., Нечаева О.А., Мкртчян В.Д. и др. // Коллоид. журн. 2021. T. 83. № 2. С. 157; Beketova E.S., Nechaeva O.A., Mkrtchyan V.D. et al. // Colloid J. 2021. V. 83. No. 2. P. 189.
- Мкртчян В.Д., Диканский Ю.И. // Коллоид. журн. 2022. T. 84. № 6. С. 715; Mkrtchyan V.D., Dikanskii Yu.I. // Colloid J. 2022. V. 84. No. 6. P. 715.
- Чеканов В.В. // В кн.: Физические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 4249.
- Пшеничников А.Ф., Шурубур Ю.И. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1987. Т. 51. № 6. C. 1081.
- Диканский Ю.И., Полихрониди Н.Г., Балабанов К.А. // Магнит. гидродинам. 1988. № 2. С. 87; Dikanskii Yu.I., Polikhronidi N.G., Balabanov K.A. // Magnetohydrodynamics. 1988. V. 24. No. 2. P. 211.
- Буевич Ю.А., Иванов А.О. // Магнит. гидродинам. 1990. № 2. С. 33; Buevich Yu.A., Ivanov A.O. // Magnetohydrodynamics. 1990. V. 26. No. 2. P. 160.
- Балабанов К.А., Диканский Ю.И., Полихрониди Н.Г. // Магнит. гидродинам. 1989. № 1. 117. C. 118; Balabanov K.A., Dikanskii Yu.I., Polikhronidi N.G. // Magnetohydrodynamics. 1989. V. 25. No. 1. P. 106.
- Духин С.С., Экстрела-Льопис В.Р., Жолковский Э. Электроповерхностные явления и электрофильтрование. Киев: Наукова думка, 1985. 285 с.
- Зубарев А.Ю., Искакова Л.Ю. // Коллоид. журн. 2003. Т. 65. № 2. С. 159; Zubarev A.Y., Iskakova L.Y. // Colloid J. 2022.V. 65. No. 2. P. 151
- Диканский Ю.И., Вегера Ж.Г., Закинян Р.Г. и др. // Коллоид. журн. 2005. Т. 67. № 2. С. 327; Dikanskii Y.I., Vegera Z.G., Zakinyan R.G. et al. // Colloid J. 2005. V. 67. No. 2. P. 134.
- Trau M., Sankaran S., Saville D.A. et al. // Langmuir. 1995. V. 11. No. 12. P. 4665.
- Sato S., Sano M. // Langmuir. 2007. V. 23. P. 10984.
- Han Y., Grier D.G. // J. Chem. Phys. 2006. V. 125. P. 144707.
- Han Y., Grier D.G. // J. Chem. Phys. 2012. V. 137. P. 14504.
- Фертман Е.Е. Магнитные жидкости. Минск: Вышейшая школа, 1988. 184 c.
- Жакин А.И., Кузько А.Е., Кузьменко А.П. и др. // Электр. обраб. матер. 2022. Т. 58. № 1. С. 41.
- Стишков Ю.К. Электрофизические процессы в жидкостях при воздействии сильных электрических полей. М.: Юстицинформ, 2019. 262 с.
- Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. М.: Наука, 1979. 320 с.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Структура, сформировавшаяся под воздействием постоянного электрического поля в тонком слое различных образцов: образец № 1 (толщина слоя 20 мкм, напряженность поля 200 кВ/м) (а), образец № 2 (толщина слоя 20 мкм, напряженность поля 495 кВ/м) (б), образец № 3 (толщина слоя 20 мкм, напряженность поля 1 МВ/м) (в), образец № 4 (толщина слоя 40 мкм, напряженность поля 40 кВ/м) (г).
Скачать (271KB)
3.
Рис. 2. Зависимость порогового напряжения, соответствующего началу формирования структуры от дополнительного воздействия магнитного поля при различной толщине слоя образца; магнитное поле направлено перпендикулярно вектору напряженности электрического поля (вдоль плоскости слоя) (а); магнитное поле направлено параллельно вектору электрического поля (перпендикулярно плоскости слоя) (б). Кривые 1, 2 и 3 на обоих графиках соответствуют толщинам слоя 6 мкм, 24 мкм и 36 мкм соответственно.
Скачать (50KB)
4.
Рис. 3. Изменение лабиринтной структуры при понижении температуры образца: 1 — t = 25°С, 2 — t =20°С, 3 — t = 15°С и при дополнительном приложении постоянного магнитного поля, направленного вдоль плоскости слоя (а); 1 — Н = 0 А/м, 2 — Н = 550 А/м, 3 — Н = 1.3 кА/м (б).
Скачать (592KB)
5.
Рис. 4. Зависимость времени формирования структуры от напряженности магнитного поля, направленного перпендикулярно вектору электрического поля (а) и параллельно ему (б) при различной толщине слоя образца (1—6 мкм, 2—24 мкм, 3—36 мкм).
Скачать (40KB)
6.
Рис. 5. Зависимость времени перестройки лабиринтной структуры в полосовую структуру от напряженности магнитного поля при различных значениях напряжения на электродах ячейки: 1—3.4 В, 2—2.8 В, 3—3 В, толщина слоя 20 мкм.
Скачать (17KB)
7.
Рис. 6. Картины дифракционного рассеяния лазерного лучей разной мощности, полученные на экране после прохождения ими через тонкий слой магнитного коллоида (образец № 1), подверженный действию электрического поля, напряженность которого не превышает пороговое значение: при использовании маломощного лазера (слева) (а), лазера с большей мощностью (справа) (б), то же, при одновременном пропускании лучей обоих лазеров через одну и ту же область слоя (в, г).
Скачать (74KB)
