Ферромагнитные жидкости

Феррожидкости. Феррожидкости представляют собой искусственно синтезированную устойчивую коллоидную взвесь, состоящую из магнитных наночастиц (диаметром примерно 10 нм), поверхностно активного вещества (сурфактанта), препятствующего слипанию частиц, и жидкого носителя: его роль могут исполнять вода, керосин или другой органический раствор. Пока магнитное поле отсутствует, феррожидкость ничем не отличается от обычной вязкой жидкости, а ориентация магнитных частиц имеет случайный, произвольный характер. Попадая в магнитное поле, частицы сразу выстраиваются вдоль силовых линий и создают своего рода объемный слепок. Меняя свойства и интенсивность магнитного поля, можно формировать из жидкости фигуры. Они считаются весьма перспективным классом наноматериалов и применяются, например, в качестве смазки в подшипниках скольжения, обеспечивая минимальное трение в узлах таких устройств, как, например, приводы магнитных и оптических дисков.

Магнитные свойства магнитных жидкостей определяется объемным содержанием твердой фазы, которое может достигать 25%. Намагниченность насыщения таких концентрированных магнитных жидкостей достигает 100 кА/м2 в магнитных полях напряженностью А/м2 при сохранении текучести. Магнитная восприимчивость таких жидкостей на несколько порядков больше, чем у однородных парамагнитных жидкостей. Наиболее распространенной магнитной жидкостью является магнитная жидкость на основе керосина с дисперсными магнетитовыми частицами с олеиновой кислотой в качестве стабилизатора.

Вследствие возможности локализации магнитных жидкостей полем были разработаны магнитожидкостные уплотнения, управляемые смазочные материалы, магниточувствительные жидкости для дефектоскопии и т.п. На практике применяются самые разнообразные магнитные жидкости, среди которых следует особо выделить жидкости на основе минеральных масел и кремнийорганических сред. Вязкость таких магнитных жидкостей при намагниченности насыщения до 60 кА/м2 может достигать значительных величин, поэтому их иногда сравнивают с магнитными пастами. Для нужд медицины разрабатываются магнитные жидкости на различных пищевых растительных маслах. Ферромагнитные жидкости используются для создания жидких уплотнительных устройств вокруг вращающихся осей в жестких дисках. Вращающаяся ось окружена магнитом, в зазор между магнитом и осью помещено небольшое количество феррожидкости, которая удерживается притяжением магнита. Жидкость образует барьер, препятствующий попаданию частиц извне внутрь жесткого диска.

Ферромагнитная жидкость способна снижать трение. Нанесенная на поверхность достаточно сильного магнита, например неодимового, она позволяет магниту скользить по гладкой поверхности с минимальным сопротивлением.