Влияние межчастичных взаимодействий на спектр намагниченности концентрированного ферроколлоида

Авторы

  • А.А. Кузнецов Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.В. Лебедев Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • А.Ф. Пшеничников Институт механики сплошных сред УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/1998-2097/2017.4.3

Ключевые слова:

ферроколлоид, магнитные наночастицы, нелинейный отклик, межчастичные взаимодействия, динамическая восприимчивость

Аннотация

Работа посвящена исследованию спектра намагниченности концентрированного ферроколлоида, помещенного в сильное переменное магнитное поле малой частоты. Экспериментально измерены зависимости восприимчивостей первой и третьей гармоники спектра от амплитуды поля (восприимчивость гармоники намагниченности в работе определяется как отношение амплитуды этой гармоники к амплитуде поля). Обнаружено, что указанные зависимости в заметной степени определяются концентрацией частиц дисперсной фазы. Восприимчивость первой гармоники монотонно спадает с ростом амплитуды, причем спад происходит тем быстрее, чем выше концентрация образца. Восприимчивость третьей гармоники оказывается немонотонной функцией амплитуды, соответствующие зависимости имеют отчетливый максимум. При увеличении концентрации частиц положение максимума восприимчивости третьей гармоники смещается в сторону меньших амплитуд. Полученные в работе экспериментальные данные в широком диапазоне концентраций и амплитуд весьма точно описываются с помощью модифицированной модели среднего поля второго порядка, корректно учитывающей влияние взаимодействий между наночастицами на магнитные свойства ферроколлоидов.

Библиографические ссылки

  1. Erné B.H. [et al.] Rotational diffusion in iron ferrofluids // Langmuir. - 2003. - Vol. 19. - № 20. - P. 8218-8225.
    Hensley D. [et al.] Combining magnetic particle imaging and magnetic fluid hyperthermia in a theranostic platform // Phys. Med. Biol. - 2017. - Vol. 62. - № 9. - 3483.
  2. Huke B., Lücke M. Magnetic properties of colloidal suspensions of interacting magnetic particles // Rep. Prog. Phys. - 2004. - Vol. 67. - № 10. - P. 1731.
  3. Ivanov A.O. [et al.] Magnetic properties of polydisperse ferrofluids: A critical comparison between experiment, theory, and computer simulation // Phys. Rev. E. - 2007. - Vol. 75. - № 6. - 061405.
  4. Ivanov A.O., Kuznetsova O.B. Magnetic properties of dense ferrofluids: an influence of interparticle correlations // Phys. Rev. E. - 2001. - Vol. 64. - № 4. - 041405.
  5. Ivanov A.O., Zverev V.S., Kantorovich S.S. Revealing the signature of dipolar interactions in dynamic spectra of polydisperse magnetic nanoparticles // Soft matter. - 2016. - Vol. 12. - № 15. - P. 3507-3513.
  6. Morozov K.I. [et al.] Magnetic properties of ferrocolloids: The effect of interparticle interactions // J. Magn. Magn. Mater. - 1987. - Vol. 65. - № 2-3. - P. 269-272.
    Pshenichnikov A.F. [et al.] A magnetic fluid for operation in strong gradient fields // Colloid J. - 2015. - Vol. 77. - № 2. - P. 196-201.
  7. Pshenichnikov A.F., Lebedev A.V. Magnetic susceptibility of concentrated ferrocolloids // Colloid J. - 2005. - Vol. 67. - № 2. - P. 189-200.

Загрузки

Опубликован

2018-07-25

Выпуск

№ 4 (2017)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Кузнецов, А., Лебедев, А., & Пшеничников, А. (2018). Влияние межчастичных взаимодействий на спектр намагниченности концентрированного ферроколлоида. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 4, 22-26. https://doi.org/10.7242/1998-2097/2017.4.3