Badanie wybranych właściwości i zastosowań zawiesin magnetoreologicznych

Abstract

Praca składa się z pięciu rozdziałów. Pierwszy rozdział stanowi wprowadzenie, w którym przestawiono nazewnictwo, genezę i w zarysie najważniejsze właściwości oraz kierunki zastosowań dyspersyjnych materiałów ferromagnetycznych ze szczególnym uwzględnieniem zawiesin magnetoreologicznych. Omówiono w nim również zjawisko magnetoporu, ponieważ jest ono badane w niniejszej pracy. Rozdział ten został napisany na podstawie literatury. Następne rozdziały zawierają opis badań własnych, przeprowadzonych pod kierunkiem opiekuna naukowego. W drugim rozdziale przedstawiono wyniki pomiarów magnetooporu w zawiesinach magnetoreologicznych, zawierających cząstki ferromagnetyczne, zdyspergowane w oleju cedrowym. Zjawisko magnetooporu w tych zawiesinach zostało wykryte już w 1998 r. Nowymi cechami przedstawionych obecnie badań są: przeprowadzenie pomiarów niemal jednocześnie w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach i systematyczne zbadanie czynników, mających wpływ na magnetoopór. Trzeci rozdział zawiera wyniki pomiarów współczynników lepkości i napięcia powierzchniowego ferrofluidu o cząstkach nanometrowych w polu magnetycznym. Najważniejszym wynikiem tych badań jest stwierdzenie współzależności między tymi współczynnikami. Współzależności tej nie znaleziono we wcześniejszych pracach innych autorów. Rozdział czwarty dotyczy badań absorpcji mikrofal przez ferrofluidy umieszczone w polu magnetycznym. Stwierdzona zależność współczynników tej absorpcji od indukcji przyłożonego pola pozwala wykorzystać ferrofluidy, jako ośrodki czynne w sterowanych osłonach, zabezpieczających przed promieniowaniem mikrofalowym. W piątym rozdziale przedstawiono manometr konstrukcji własnej, wypełniony ferrofluidem oraz model matematyczny opisujący jego działanie i wyniki pomiarów, przeprowadzonych na dwóch prototypach tego przyrządu. Rezultaty uzyskane w tym rozdziale wskazują na przydatność tego rodzaju manometrów do pomiarów ciśnienia ze zdalnym odczytem wyników w różnych warunkach.

The thesis consists of five chapters. The first chapter is an introduction in which terminology, origin, the most important properties and applications of dispersive ferromagnetic materials were presented. In this chapter the phenomenon of magnetoresistance was also presented because it is investigated later in the thesis. The chapter was written on the base of bibliography. Next chapters include own researches results, conducted under direction of tutor. In accordance whit it the second chapter presents three-dimensional magnetoresistance measurements in magnetorheological suspensions containing ferromagnetic particles dispersed in cedar wood oil. New features of mentioned researches are: conducting measurements almost in the same time in three perpendicular directions and a systematic analysis of factors which have influence on magnetoresistance. The next chapter contains results of investigation of viscosity and surface tension in the ferrofluid containing magnetite nanoparticles and placed in the magnetic field. The most important result of these researches is a detection of a correlation between coefficients characterising of this phenomena. Such a correlation has not been found in previous investigations of other authors. The fourth chapter is about researches of microwave absorption through ferrofluids placed in the magnetic field. The detected relation of microwave absorption, depend on the induction of applied field, so it allows ferrofluids using as active medium in controlled shields for protection from microwave radiation. In the fifth chapter manometer of own construction filled by ferrofluid is presented. There is also described a mathematical model which explains of the manometer operation. Moreover two prototypes of the mentioned manometer and results from testing them also are included in this chapter. The most significant result obtained in fife chapter is an evidence that this type of manometer are useful to measure pressure with reading remote of results in different conditions.