ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МАГНИТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ С ЦЕПОЧЕЧНОЙ МИКРОСТРУКТУРОЙ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Введение В работе экспериментально исследуются свойства эмульсий, дисперсионная среда которых представлена магнитной жидкостью, а дисперсная фаза образована водой. Такие среды представляют собой новые функциональные материалы, свойства которых изучены не в полной мере в настоящее время. Структурообразование в данных средах может приводить к существенному изменению их макроскопических свойств. Актуальным является, в частности, изучение электрофизических свойств магнитных эмульсий. Экспериментальные исследования и их результаты: Показано, что под действием магнитного поля в эмульсии происходит образование цепочечных агрегатов из капель дисперсной фазы. Такое изменение микроструктуры эмульсии влияет на ее макроскопические свойства. Измерена удельная электрическая проводимость эмульсий, показано, что под действием относительно слабых внешних магнитных полей (~ 1 кА/м) электрофизические параметры эмульсии могут изменяться в несколько раз. Изучена зависимость удельной электрической проводимости эмульсий от величины и направления внешнего магнитного поля, а также от концентрации эмульсии. Анализ полученных результатов: Обнаруженные закономерности электропроводности эмульсии интерпретированы на основе имеющихся теоретических данных. В частности, проведено сопоставление с результатами расчетов в рамках приближения эффективной среды. Показано качественное согласие полученных экспериментальных данных с существующими моделями. Заключение: На основании проведенных исследований сделан вывод, что электропроводность синтезированных и изученных магнитных эмульсий существенно зависит от воздействия магнитного поля. Это указывает на возможность их практического применения в качестве магнитоуправляемых сред.

эмульсия, магнитная жидкость, электропроводность, струкгурообразова-ние, магнитное поле

1. Romankiw L.T. Stable emulsion and method for preparation thereof. US Patent No 3981844 // USA. 1976.

2. Drozdova V.I., Chekanov V.V. Diffusion of ferrofluid particles in a magnetic field//Magnitnaya Gidrodinamika. 1981. Vol. 17. No. 1. P. 55-59.

3. Zhang H., Widom M. Field induced forces in colloidal particle chains//Phys. Rev. E. 1995. Vol. 51. P. 2099-2103.

4. Liu J., Lawrence E.M., Wu A., Ivey M.L., Flores G.A., Javier K., Richard J. Field-induced structures in ferrofluid emulsions // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 74. P. 2828-2831.

5. Zhu Y., Haddadian E., Мои Т., Gross M., Liu J. Role of nucleation in the structure evolution of a magnetorheological fluid // Phys. Rev. E. 1996. Vol. 53. P. 1753-1759.

6. Flores G.A., Liu J., Mohebi M., Jamasbi N. Magnetic-field-induced nonequilibrium structures in a ferrofluid emulsion // Phys. Rev. E. 1999. Vol. 59. P. 751-762.

7. Bibette J. Monodisperse ferrofluid emulsions // J. Magn. Magn. Mater. 1993. Vol. 122. P. 37-41.

8. Ivey M., Liu J., Zhu Y., Cutillas S. Magnetic-field-induced structural transitions in a ferrofluid emulsion // Phys. Rev. E. 2000. Vol. 63. 011403.

9. Scherer C. Computer simulation of magnetorheological transition on a ferrofluid emulsion //J. Magn. Magn. Mater. 2005. Vol. 289. P. 196-198.

10. Dikanskii Yu.l., Bedzhanyan M.A., Kiselev V.V. Magnetization properties of magnetic emulsions // Magnitnaya Gidrodinamika. 1995. Vol. 31. No. 1. P. 73-78.

11. Dikanskii Yu.l., Bedzhanyan M.A., Kiselev V.V. The electrical properties of emulsions containing a magnetic fluid as the dispersion medium//Colloid J. 2002. Vol. 64. No. 1. P. 29-32.

12. Skjeltorp A.T. One- and two-dimensional crystallization of magnetic holes // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 51. P. 2306-2309.

13. Toussaint R., Akselvoll J., Helgesen G., Skjeltorp A.T., Flekkoy E.G. Interaction model for magnetic holes in a ferrofluid layer // Phys. Rev. E. 2004. Vol. 69. 011407.

14. Helgesen G., Svasand E., Skjeltorp AT. Nanoparticle induced self-assembly//J. Phys.: Condens. Matter. 2008. Vol. 20. 204127.

15. Popplewell J., Rosensweig R.E. Magnetorheological fluid composites//J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. Vol. 29. P. 2297-2303.

16. Dikansky Yu.l., Veguera J.G., Suzdalev V.N., Smerek Yu.L. Magnetic fluids with nonmagnetic inclusions of various shapes // Mag-netohydrodynamics. 2002. Vol. 38. No. 3. P. 281-285.

17. Sandre O., Browaeys J., Perzynski R., Bach J.-C, Cabuil V., Rosensweig R.E. Assembly of microscopic highly magnetic droplets: Magnetic alignment versus viscous drag//Phys. Rev. E. 1999. Vol. 59. P. 1736-1746.

18. Zakinyan A., Dikansky Y. Drops deformation and magnetic permeability of a ferrofluid emulsion//Colloids Surf. A. 2011. Vol. 380. P. 314-218.

19. Dikansky Y.I., Zakinyan A.R., Tyatyushkin A.N. Anisotropy of magnetic emulsions induced by magnetic and electric fields // Phys. Rev. E. 2011. Vol. 84. 031402.

20. Emulsion Science /Ed. by P Sherman. Academic Press: London, New York, 1968.

21. Berthier S. Anisotropic effective medium theories // J. Phys. I France. 1994. Vol. 4. P. 303-318.