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可调粘滞性CoFe_2O_4离子型磁性液体的制备及其磁致光透射变化特性研究

马小娟  
【摘要】: 本文首先回顾磁性液体的发展历史,将多种磁性液体从三个不同角度进行细致的分类,并简要介绍磁性液体的重要应用及应用原理。 在化学共沉淀法的基础上,利用共沉淀——酸蚀法制备出CoFe_2O_4离子型磁性液体。通过改变基液(聚乙二醇)的质量百分比浓度S和磁性微粒的体积分数φ_ν两个重要的参量,我们得到六种磁性液体。制备过程中,用分析天平准确称取所需物质的质量,实验操作的注意事项时刻牢记在心,使得磁性液体的质量得到保证。 用透射电子显微镜(TEM)观察到:微粒在磁性液体中均匀分散,有少数微粒形成聚集体。以DLVO理论为基础,利用扩散双电层结构分析得知,影响CoFe_2O_4离子型磁性液体稳定性的因素有:磁性微粒粒径D、磁性液体的Q值、磁性微粒的体积分数φ_ν,以及磁性微粒表面粘性层的存在。 用粘度计测量了不同磁性液体在有无外磁场时的粘滞性,并分别讨论其变化原因。在无外磁场的情况下,利用Smoluchowsky和Mooney的流变学理论分析了磁性液体的粘滞系数η随基液质量百分比浓度S和磁性微粒体积分数φ_ν的增加 中文摘要 而增加的原因。在外磁场的作用下,综合Rosensweis公式及流体力学理论很好 的解释了在外界温度一定时,基液质量百分比浓度S和磁性微粒体积分数人确定 的磁性液体,其粘滞系数司随外磁场的增加而增加的原因。 用相消法设计了测试磁光效应一一透射光强的装置,测试了光线与外磁场方 向一致(都垂直于磁性液体薄膜)的情况下,透过六种CoFe。0。离子型磁性液体 的激光强度随时间的变化情况。整个测试过程共5005。未加外磁场时,光透射 率下一;505施加外磁场的瞬间,T迅速上升,随着时间的推移逐渐下降,减小 到某个值后又回升,慢漫趋于一个稳定值;3505撤掉外磁场,丁瞬时减小,接 着缓慢回升,趋于一个稳定值。为了明确各因素对磁性液体光透射率的影响,分 以下三种情况作了详细讨论八1)人和S相同,B不同;u)人和J相同,J不 同;(3)S和B相同,人不同。 利用磁偶极子模型和磁链模型描述了磁性液体在各种条件下内部结构随时 间的变化,并用有效场理论解释了磁性微粒成链,链的变化以及链间相互作用的 机理,从而说明了由于磁性液体内部结构变化导致的光透射率的变化。


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