Особенности кинетики намагничивания магнитных коллоидных наносистем и связанные с ними эффекты, обусловленные внутренними вращениями моментов однодоменных коллоидных частиц и их агрегатов

Проведены критический анализ выполнения законов Кюри и Кюри - Вейсса для магнитных дисперсных наносистем, исследования зависимостей магнитной восприимчивости таких сред от температуры в широком диапазоне концентраций дисперсной фазы. Сделан вывод о том, что закон Кюри выполняются лишь для коллоидов с определенной концентрацией магнитных наночастиц, что связано с отличием в величине внешнего магнитного поля и поля, действующего на отдельную наночастицу. В рамках теории эффективных полей проведен расчет параметра эффективного поля. Показано, что величина параметра эффективного поля не является постоянной величиной и зависит как от концентрации магнитных наночастиц, так и от температуры дисперсной среды в целом. Исследована кинетика намагничивания магнитных жидкостей, содержащих хорошо развитую систему намагниченных агрегатов, а также проведено их сравнение с результатами подобных исследований однородных (неагрегированных) магнитных жидкостей. Сделан вывод о существенном отличии магнитного состояния исследованных структурированных магнитных коллоидов от их однородных аналогов и возможности описания релаксации их намагниченности выражением, согласующимся с формулой Вогеля - Фулчера, характерного для дипольных стекол. В области температур, соответствующих переходу образцов в твердое состояние, наблюдалось дальнейшее изменение закономерностей их магнитной релаксации. Изучены особенности релаксационных процессов намагниченности магнитных жидкостей, содержащих хорошо развитую систему намагниченных агрегатов, обусловленные формой образцов (объемных и пленочных). Выявлена зависимость времени релаксации от геометрии исследованных образцов, а также от ориентации внешнего магнитного поля относительно кюветы с образцом. Для пленочных образцов установлена зависимость времени релаксации как от толщины слоя магнитной жидкости, так и от взаимной ориентации измерительного и внешнего магнитных полей. Проведено исследование влияния переменного электрического поля на процессы намагничивания тонких слоев магнитных коллоидов с намагниченными агрегатами. Изучены особенности взаимодействия капель магнитной жидкости с вращающимся магнитным полем, обусловленные микровращениями содержащихся в ней микроагрегатов коллоидных частиц. Выделено два частотных режима вращения капель, отличающихся характером их вращения, построена математическая модель вращения недеформированной капли, основанная на учете микровращений содержащихся в ней намагниченных агрегатов. Проанализированы особенности падения сферической капли магнитной жидкости, содержащей намагниченные агрегаты в жидкой среде при воздействии вращающегося поля, а также вращение плоской (дискообразной) капли такой жидкости, плавающей на поверхности воды. Проведено численное моделирование поведения дискообразной капли для основного режима ее вращения, обнаружившее хорошее качественное согласие его результатов с экспериментальными данными.