Отчет о научно-исследовательской работе по проекту РНФ № 22-22-00288 "Кинетические свойства взвешенных в жидкости суперпарамагнитных наночастиц: механизмы релаксации и нестационарный магнитный отклик"

Отчет 32 с., 6 рис., 15 ист. Основная цель исследования – развитие последовательной кинетической теории намагничивания диспергированных в жидкости суперпарамагнитных частиц и применение результатов к реальным образцам. Разработаны методы решения полного кинетического уравнения для совместной функции распределения направлений магнитного момента и оси анизотропии взвешенной в жидкости наночастицы. В рамках предложенной теории изучен релаксационный спектр взвешенных в жидкости суперпарамагнитных частиц с учетом внутренней (относительно кристаллографических осей) диффузии магнитного момента и установлены основные типы частотных зависимостей их продольной динамической магнитной восприимчивости. Развитое описание расширено на случай полидисперсных суспензий слабо взаимодействующих наночастиц. Разработанный подход достаточно универсален и позволяет рассматривать особенности магнитного отклика суспензий частиц как с сильной, так и с малой или умеренной анизотропией при произвольных распределениях частиц по размеру. Установлено, что внутренняя диффузия магнитных моментов частиц всегда приводит к увеличению действительной части динамической восприимчивости системы, а также отличию от нуля магнитного отклика в области высоких частот (от десятков кГц до десятков ГГц). Показана существенная роль подмагничивающего поля в магнитном отклике ансамблей взвешенных в жидкости суперпарамагнитных наночастиц. Выводы теории качественно согласуются с результатами экспериментов, выполненных с магнитными жидкостями двух типов: на основе частиц феррита кобальта и на основе частиц магнетита.