ОБ ОГРАНИЧЕНИИ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ЧАСТИЦ В ДИСПЕРСНОМ ОБРАЗЦЕ (ПРИ КОНТРОЛЕ ИХ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ)

Для получения данных по магнитной восприимчивости X_ч феррочастиц, в частности, для решения многих научно-прикладных задач магнитофореза и/или магнитоконтроля этих частиц, достаточно располагать данными о восприимчивости X дисперсного, содержащего указанные частицы, образца. При этом необходимо соблюдать условие обеспечения сравнительно малых допустимых значений их объемной доли (концентрации) γ, когда для определения X_ч справедлива простая связь: X_ч = X/γ. В представленной статье рассмотрен вопрос о допустимом (по сути - критериальном, в настоящее время дискуссионном) значении γ, которое, по существовавшим долгое время оценочным данным для образцов магнетита, не превышает γ = 0.02-0.05, а по косвенным данным, по проявлению размагничивающего фактора зернистых ферромагнитных образцов, может принимать значения вплоть до γ = 0.2-0.25. Выполнены прямые эксперименты, основанные на пондеромоторном методе Фарадея, с использованием порошковых образцов в диапазоне объемной доли дисперсной фазы магнетита γ ≤ 0.3. Показано, что линейный участок зависимости X от γ, отвечающий оговоренному условию определения X_ч, заканчивается при значении, близком к γ = 0.2. Это подтверждается массивом других данных, полученных на дисперсных образцах магнетита (порошок, коллоид). Вместе с тем, как показали обобщенные результаты, полученные при значениях γ ≤ 0.02-0.05, может обнаруживаться «индивидуальная» линейная связь X и γ, по коэффициенту пропорциональности в среднем на 18% отличающаяся от предыдущей. Отсюда можно сделать вывод, что для получения более точных значений X_ч целесообразно использовать данные X при значениях объемной доли дисперсной фазы изучаемых частиц γ ≤ 0.02-0.05.

дисперсная фаза среды, феррочастицы, магнетит, объемная доля, критериальное значение, напряженность поля, магнитная восприимчивость

1. Kawano M., Watarai H. Two-dimensional flow magnetophoresis of microparticles // Analyt. & Bioanalyt. Chem. 2012. V. 403. Is. 9. P. 2645-2653.

2. Nandy K., Chaudhuri S., Ganguly R., Puri I.K. Analytical model for the magnetophoretic capture of magnetic microspheres in microfluidic devices // J. Magn. & Magn. Mater. 2008. V. 320. P. 1398-1405.

3. Murariu V., Svoboda J. The applicability of Davis tube tests to ore separation by drum magnetic separators // Physical Separation in Science and Engineering. 2003. V. 12. № 1. P. 1-11.

4. Das S., Chakraborty S., Sushanta K. Mitra. Magnetohydrodynamics in narrow fluidic channels in presence of spatially non-uniform magnetic fields: framework for combined magnetohydrodynamic and magnetophoretic particle transport // Microfluidics and Nanofluidics. 2012. V. 13. Is. 5. P. 799-807.

5. Sandulyak A.A., Sandulyak A.V., Fethi B.M. Belgacem, Kiselev D.O. Special solutions for magnetic separation problems using force and energy conditions for ferro-particles capture // J. Magn. & Magn. Mater. 2016. V. 401. P. 902-905.

6. Sandulyak A.A., Sandulyak A.V., Ershova V.A. [et al.] Use of the magnetic test-filter for magnetic control of ferroimpurities of fuels, oils, and other liquids (phenomenological and physical models) // J. Magn. & Magn. Mater. 2017. V. 426. P. 714-720.

7. Sandulyak A.V. Magnetic filtration purification of liquids and gases. M.: Khimiya Publ., 1988. 133 p. (in Russ.)

8. Mattei J.-L., Le Floc'h M. Percolative behaviour and demagnetizing effects in disordered heterostructures // J. Magn. & Magn. Mater. 2003. V. 257. P. 335-345.

9. Baskar D., Adler S.B. High temperature Faraday balance for in situ measurement of magnetization in transition metal oxides // Rev. Sci. Instrum. 2007. V. 78. № 2. P. 023908.

10. Gopalakrishnan R., Barathan S., Govindarajan D. Magnetic susceptibility measurements on fly ash admixture cement hydrated with groundwater and seawater // Am. J. Mater. Sci. 2012. № 2 (1). P. 32-36.

11. Marcon P., Ostanina K. Overview of methods for magnetic susceptibility measurement // PIERS Proceed. Malaysia, Kuala Lumpur. 2012, March 27-30. P. 420-424.

12. Sandulyak А.А., Sandulyak A.V., Polismakova M.N., Kiselev D.O., Sandulyak D.A. An approach for choosing positioning of small volume sample at instantiation ponderomotive Faradey method in determining its magnetic susceptibility // Rossiyskiy tekhnologicheskiy zhurnal (Russian Technological Journal). 2017. V. 5. № 2. P. 57-69. (in Russ.).

13. Riminucci A., Uhlarz M., De Santis R., Herrmannsdörfer T. Analytical balance-based Faraday magnetometer // J. Appl. Physics. 2017. V. 121. 094701 (1-5).

14. Reutzel S., Herlach D.M. Measuring magnetic susceptibility of undercooled co-based alloys with a Faraday balance // Adv. Eng. Mater. 2001. V. 3. № 1-2. P. 65-67.