Ciecz magnetyczna, (ferrofluid, magnetic fluid)
Ciecz magnetyczna jest zawiesiną cząstek o właściwościach ferromagnetycznych. Ze względu na rozmiary cząstek można wyróżnić dwa rodzaje cieczy magnetycznych. Ciecze ferromagnetyczne (ang. Ferrofluids, skr. FF) wytwarzane są z cząstek o średnicy rzędu kilku nanometrów. Z kolei ciecze magnetoreologiczne (ang. Magnetorheological Fluids, skr. MRF) zawierają cząstki o rozmiarach rzędu kilku mikrometrów. Dodatkowo cząstki w każdym z typów cieczy pokrywane są czynnikiem powierzchniowo aktywnym (surfaktantem) w celu zapobiegania agregacji i sedymentacji.
Ciecze magnetyczne należą do klasy materiałów o sterowalnych właściwościach reologicznych. Oddziaływanie pola magnetycznego wpływa na ich właściwości reologiczne (lepkość dynamiczną, granicę płynięcia). Zakres zmian właściwości cieczy jest funkcją wielu parametrów, a w szczególności: objętościowego udziału cząstek magnetycznych w cieczy, właściwości magnetycznych materiału cząstek, rozmiaru oraz kształtu cząstek i parametrów pola magnetycznego. Zakres zmienności właściwości jest znacznie większy w cieczach MRF niż w cieczach FF.
Ciecze ferromagnetyczne - ciecze magnetyczne wytworzone na bazie cząstek o rozmiarach rzędu nanometrów. Nieznacznie zmieniają swoje właściwości reologiczne na skutek działania pola magnetycznego, nie ulegają sedymentacji.
Ciecze magnetoreologiczne - ciecze magnetyczne zawierające cząstki o rozmiarach rzędu mikrometrów. Znaczenie zmieniają swoje właściwości reologiczne na skutek działania pola magnetycznego. Ulegają sedymentacji.
Zachowanie się cząstek w cieczy ferromagnetycznej w wyniku oddziaływania natężenia pola magnetycznego przedstawione jest na rysunku poniżej. Wektory momentów magnetycznych m cząstek w cieczy nośnej przy braku oddziaływania pola przyjmują przypadkowe kierunki. Pod wpływem natężenia pola magnetycznego następuje uporządkowanie momentów m zgodnie z kierunkiem natężenia pola H. Powoduje to, że ciecz ferromagnetyczna magnetyzuje się.
Ciecz magnetyczna ma trzy unikatowe
własności:
1. Ferrociecz utrzymywana jest siłami
pola magnetycznego. Własność ta pozwala na wykorzystanie jej w
uszczelnieniach, głośnikach, słuchawkach akustycznych, tłumikach
drgań i wielu innych zastosowaniach,
2. Ciecz może przybierać przestrzenne
kształty pola magnetycznego, które przenika przez nią. Co może
pomagać w wizualizacji linii magnetycznych przebiegających przez
badany obiekt lub wykorzystywane w celach artystycznych,
3. Ciecz magnetyczna zmienia swoją
lepkość w zależności od zmiany natężenia pola magnetycznego.
