,45] та ін Розвиток експериментальних робіт в області фізики магнітних колоїдів призвело до появі уявлення про агрегування в мж як виникненні гетерофазних включень. Мабуть, вперше воно було сформульовано В.В.Чекановим [75], де освіта агрегатів розглядалася їм як поява нової фази з розчину, близької до насичення. В [76] виникнення агрегатів, інтерпретоване як фазовий перехід в магнітних колоїдах, розглянуто на основі загальних уявлень гетерогенних систем. З умови рівноваги вільних частинок з агрегатами отриманий аналог рівняння Клапейрона-Клаузиса - залежність напруженості магнітного поля, при якій починається фазовий перехід, від температури при постійних тиску і концентрації:
, ()
де - теплота розчинення, віднесена до однієї частці,-магнітний момент частинки.
Термодинамічна модель магнітної рідини, що показує, що при певних значеннях концентрації, температури і напруженості магнітного поля з'являється можливість розшарування мж на високо-і слабоконцентрірованних фази, побудована в роботах А.О. Цеберса [77,78]. p> При цьому, як, мабуть, було вперше зазначено в [65], агрегати можуть бути поділені на два типу мікрокрапельні, що мають пружну оболонку, і квазитвердой, іноді хлопьевідние, рідше - нагадують кристалічні утворення.
В§ 2. Магнітна рідина з мікрокраплинної структурою
Найбільш поширеними в рідинах на основі гасу є мікрокрапельні агрегати. Мабуть, освіта мікрокраплинної структури є унікальним процесом, характерним тільки для дисперсних систем з магни-тодіпольнимі частинками. Спроба теоретичного обгрунтування фізичного механізму цього процесу неодноразово робилася в ряді робіт [38,76,82,138,139], серед яких слід відзначити роботу А.О. Цеберса [138], де в основу покладено явище витискної флокуляції. Витискної флокуляция може мати місце, якщо дисперсні частинки знаходяться в розчині досить великих молекул [140]. У цьому випадку, при зближенні дисперсних частинок до відстаней, менших діаметра розчинених клубков, останні не в змозі заповнити зазор між частинками, який грає роль своєрідної мембрани, і осмотичний тиск розчину створює сили, приводить до тяжінню частинок. При цьому, за наявності магнітних міжчасткових взаємодій значення критичної концентрації розчинених клубков, відповідне початку агрегування зменшується. Дійсно, виникнення мікрокпельних агрегатів спостерігається в магнітних рідинах при розведенні їх чистим ПАР або його розчином в дисперсійному середовищі [+134]. Разом з тим, є встановленим фактом і можливість виникнення мікрокраплинної структури при розведенні МЖ чистим розчинником. Мабуть, причиною цього є процеси міцелообразованія ПАР в результаті додавання гасу в магнітну рідину. Як було зазначено в Гол. 1, саме з виникненням мікрокраплинної структури при зміні концентрації магнітної рідини на основі гасу шляхом її послідовного розбавлення пов'язані особливості концентраційної залежності її магнітної сприйнятливості. У цьому випадку виникнення мікрокрапель було розглянуто в рамках фазового переходу, так як у наявності виникнення нової, більш концентрованою фази з наявністю міжфазної поверхні. Слід зазначити, що концентрація часток у мікрокраплях може бути значно вище, ніж у омиває їх середовищі, а магнітна проникність мікрокрапель досягає декількох десятків одиниць.
Для дослідження особливостей фізичних властивостей магнітних рідин, обумовлених наявністю мікрокраплинного агрегатів в [141] була розроблена методика отримання в Мж на основі керосину добре розвиненою мікрокраплинної структури. Це досягалося шляхом змішування МЗ з мінеральним маслом за різному співвідношенні їх обсягів. Суміш підігрівалася до температури 315 - 320 К і перемішують протягом 15-20 хвилин за допомогою електромеханічної мішалки. У результаті цього була отримана рідина, що містить безліч дрібних (2-7 мкм) крапельних агрегатів, які мають більш високий вміст магнетиту, ніж омиває їх середу. Така магнітна рідина може бути ідентифікована як магнітна емульсія, унікальність якої полягає в тому, що і емульговані краплі і омиває їх середу однакові за природою і відрізняються лише щільністю. З іншого боку, досить високе об'ємний вміст мікрокраплинного агрегатів в отриманій таким способом середовищі призводить до особливостей оптичних й магнітних властивостей, обумовлених поведінкою мікрокрапель в магнітних і електричних полях. Подібні ефекти в тій чи іншій мірі можуть спостерігатися і в магнітних рідинах, в яких можливе мимовільне виникнення мікрокрапель під впливом різних факторів.
2.1 Оптичні ефекти в магнітної рідини з мікрокраплинної структурою в сдвиговом перебігу
Деформація мікрокраплинного агрегатів у магнітному та електричному полях, а також під дією зсувних напруг призводить до структурної анізотропії в магнітній рідини. Внаслідок сумірності поперечних розмірів витягнутих агрегатів з довжиною світлової хвилі, вони стають причиною дифракційного розсіювання світла. Спостеріг...
