簡介磁性液體的應用

應用物理 簡介磁性材料的應用 林亞南10335006PAGE1/4磁性材料簡介磁性材料的應用應用物理林亞南1035006

簡介磁性液體的應用院系：應用物理系姓名：林亞南學號：1035006定義：磁性液體又稱磁液、磁流體、磁性流體或鐵磁流體，是由強磁性粒子、基液以及界面活性劑三者混合而成的一種穩(wěn)定的膠狀溶液。該流體在靜態(tài)時無磁性吸引力，當外加磁場作用時才表現(xiàn)出磁性，它既具有液體的流動性又具有固體磁性材料的磁性，正因如此，它才在實際中有著廣泛的應用，在理論上具有很高的學術價值。在電子儀表、機械、化工、環(huán)境、醫(yī)療等方面都具有獨特而廣泛的應用，根據用途不同，可以選用不同的基液的產品。性質：由于磁性液體同時具有磁性和流動性，因此具有許多獨特的磁學、流體力學、光學和聲學特性。磁性液體表現(xiàn)為超順磁性，本征矯頑力為零，沒有剩磁；

在外磁場下，磁性液體被磁化，滿足修正的伯努利方程。與常規(guī)伯努利方程相比，添加了一項磁性能，使磁性液體具有其它流體所沒有的、與磁性相關聯(lián)的新性質：例如磁性液體的表觀密度隨外磁場強度的增加而增大；

當光通過稀釋的磁性液體時，會產生光的雙折射效應與雙向色性現(xiàn)象。當磁性液體被磁化時，使相對于磁場方向具有光的各向異性，偏振光的電矢量平行于外磁場方向比垂直于外磁場方向吸收更多，具有更高的折射率；超聲波在磁性液體中傳播時，其速度及衰減與外磁場有關，呈各向異性；磁性液體在交變場中具有磁導率頻散、磁粘滯性等現(xiàn)象。應用：磁性液體的特殊性質開拓了許多新的應用領域，一些過去難以解決的工程技術問題，由于磁性液體的出現(xiàn)而迎刃而解。下面簡單地介紹幾種磁性液體應用的原理。1.旋轉軸動態(tài)密封磁性液體旋轉軸動態(tài)密封技術是磁性液體較成熟也是最重要的應用之一，現(xiàn)已廣泛應用于X-射線轉靶衍射儀、單晶爐、大功率激光器、計算機等精密儀器的轉軸密封。其結構原理見圖1.磁性液體在非均勻磁場中將聚集于磁場梯度最大處，因此利用外磁場可將磁性液體約束在密封部位形成磁性液體“O”型環(huán)，具有無泄露、無磨損、自潤滑、壽超順磁性：如果磁性材料是一單疇顆粒的集合體，對于每一個顆粒而言，由于磁性原子或離子之間的交換作用很強，磁矩之間將平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向異性所決定的易磁化方向上，但是顆粒與顆粒之間由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。現(xiàn)在，如果進一步減小顆粒的尺寸即體積，因為總的磁晶各向異性能正比于K1V，熱擾動能正比于kT（K1是磁晶各向異性常數(shù)，V是顆粒體積，k是玻爾茲曼常數(shù)，T是樣品的絕對溫度），顆粒體積減小到某一數(shù)值時，熱擾動能將與總的磁晶各向異性能相當，這樣，顆粒內的磁矩方向就可能隨著時間的推移，整體保持平行地在一個易磁化方向和另一個易磁化方向之間反復變化。從單疇顆粒集合體看，不同顆粒的磁矩取向每時每刻都在變換方向，這種磁性的特點和正常順磁性的情況很相似，但是也不盡相同。因為在正常順磁體中，每個原子或離子的磁矩只有幾個玻爾磁子，但是對于直徑5nm的特定球形顆粒集合體而言，每個顆粒可能包含了5000個以上的原子，顆粒的總磁矩有可能大于10000個玻爾磁子。所以把單疇顆粒集合體的這種磁性稱為超順磁性。本征矯頑力：鐵磁性和亞鐵磁性物質的飽和磁滯回線與橫坐標交點的磁場值。反映物質退磁的難易程度和剩磁狀態(tài)的穩(wěn)定性。磁滯：鐵磁體在反復磁化的過程中，它的磁感應強度的變化總是滯后于它的磁場強度，這種現(xiàn)象叫磁滯。磁滯現(xiàn)象是由于摻雜和內應力等的作用，當撤掉外磁場時磁疇的疇壁很難恢復到原來的形狀，而表現(xiàn)出來。剩磁：永磁體經磁化至技術飽和，并去掉外