Динамика намагничивания суспензии невзаимодействующих магнитных частиц в постоянном однородном магнитно поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Теоретически изучен временной процесс роста намагниченности суспензии невзаимодействующих магнитных частиц, развивающийся после включения внешнего постоянного однородного магнитного поля. Установлено, что характерное время релаксации процесса имеет одинаковое значение на начальном этапе и на конечном этапе достижения равновесного значения намагниченности и содержит минимум в области промежуточных времен.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. О. Иванов

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Alexey.Ivanov@urfu.ru
Россия, Екатеринбург

И. М. Субботин

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Email: Alexey.Ivanov@urfu.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Шлиомис М.И. // УФН. 1974. Т. 112. С. 427; Shliomis M.I. // Sov. Phys. Usp. 1974. V. 17. No. 2. P. 153.
  2. Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. М.: Мир, 1989. 357 с.
  3. Ivanov A.O., Kantorovich S.S., Reznikov E.N. et al. // Phys. Rev. E. 2007. V. 75. No. 6. Art. No. 061405.
  4. Klokkenburg M., Rene B.H., Mendelev V., Ivanov A.O. // J. Phys. Cond. Matter. 2008. V. 20. No. 20. Art. No. 204113.
  5. Диканский Ю.И., Испирян А.Г., Куникин С.А., Радионов А.В. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 1. С. 58; Dikanskii Y.I., Ispiryan A.G., Kunikin S.A., Radionov A.V. // Tech. Phys. 2018. V. 63. No.1. P. 57.
  6. Pshenichnikov A., Lebedev A., Ivanov A.O. // Nanomaterials. 2019. V. 9. No. 12. Art. No. 1711.
  7. Dikansky Y.I., Ispiryan A.G., Arefyev I.M., Kunikin S.A. // Eur. Phys. J. E. 2021. V. 44. No. 1. Art. No. 2.
  8. Русаков В.В., Райхер Ю.Л. // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. № 1. С. 86; Rusakov V.V., Raikher Y.L. // Colloid J. 2021. V. 83. No. 1. P. 116.
  9. Dikansky Y.I., Ispiryan A.G., Arefyev I.M. et al. // J. Appl. Phys. 2022. V. 131. No. 20. Art. No. 204701.
  10. Русаков В.В., Райхер Ю.Л. // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 6. С. 780; Rusakov V.V., Raikher Yu.L. // Colloid J. 2022. V. 84. No. 6. P. 741.
  11. Kantorovich S.S., Rovigatti L., Ivanov A.O. et al. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. V. 17. No. 25. P. 16601.
  12. Ivanov A.S. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 441. P. 620.
  13. Ерин К.В. // Коллоид. журн. 2017. Т. 79. № 1. С. 32; Erin K.V. // Colloid J. 2017. V. 79. No. 1. P. 50.
  14. Ivanov A.O., Zubarev A. // Materials. 2020. V. 13. No. 18. Art. No. 3956.
  15. Бекетова Е.С., Нечаева О.А., Мкртчян В.Д., и др. // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. № 2. С. 157; Beketova E.S., Nechaeva O.A., Mkrtchyan V.D. et al. // Colloid J. 2021. V. 83. No. 2. P. 189.
  16. Иванов А.С. // Коллоид. журн. 2022. Т. 84. № 6. С. 732; Ivanov A.S. // Colloid J. 2022. V. 84. No. 6. P. 696.
  17. Лебедев А.В. // Коллоид. журн. 2009. Т. 71. № 1. С. 78; Lebedev A.V. // Colloid J. 2009. V. 71. No. 1 P. 82.
  18. Borin D.Y., Odenbach S., Zubarev A.Y., Chirikov D.N. // J. Phys. Cond. Matter. 2014. V. 26. No. 40. Art. No. 406002.
  19. Lebedev A.V. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 431. P. 30.
  20. Ryapolov P.A., Shel’deshova E.V., Postnikov E.B. // J. Molec. Liquids. 2023. V. 382. No. 12. Art. No. 121887.
  21. Ivanov A.S., Pshenichnikov A.V. // J. Magn. Magn. Mater. 2010. V. 322. No. 17. P. 2575.
  22. Pshenichnikov A.F., Elfimova E.A., Ivanov A.O. // J. Chem. Phys. 2011. V. 134. No. 18. Art. No. 184508.
  23. Zakinyan A., Kunikin S., Chernyshov A., Aitov V. // Magnetochem. 2021. V. 7. No. 2. Art. No. 21.
  24. Ерин К.В. // Опт. и спектроск. 2016. Т. 120. № 2. С. 333; Erin K.V. // Opt. Spectrosc. 2016. V. 120. No. 2. P. 320.
  25. Пшеничников А.Ф., Лебедев А.В., Лахтина Е.В., Степанов Г.В. // Вестн. Перм. ун-та. Физ. 2017. № 3(37). С. 54.
  26. Yerin C.V., Vivchar V.I. // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 498. P. 166144.
  27. Rusakov V.V., Raikher Y.L. // Phil. Trans. Royal Soc. A. 2022. V. 380. No. 2217. Art. No. 20200311.
  28. Ерин К.В., Вивчарь В.И., Шевченко Е.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 315; Yerin C.V., Vivchar V.I., Shevchenko E.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 272.
  29. Белых С.С., Ерин К.В., Фурсова В.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 333; Belykh S.S., Yerin C.V., Fursova V.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 287.
  30. Полунин В.М., Ряполов П.А., Платонов В.Б., и др. // Акуст. журн. 2017. Т. 63. № 4. С. 371; Polunin V.M., Ryapolov P.A., Platonov V.B. et al. // Acoust. Phys. 2017. V. 63. No. 4. P. 416.
  31. Полунин В.М., Ряполов П.А., Жакин А.И., Шельдешова Е.В. // Акуст. журн. 2019. Т. 65. № 4. С. 477; Polunin V.M., Ryapolov P.A., Zhakin A.I., Sheldeshova E.V. // Acoust. Phys. 2019. V. 65. No. 4. P. 379.
  32. Ryapolov P.A., Polunin V.M., Postnikov E.B. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 497. P. 165925.
  33. Ряполов П.А., Соколов Е.А., Шельдешова Е.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 343; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Shel’deshov E.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. Р. 295.
  34. Ряполов П.А., Соколов Е.А., Калюжная Д.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 348; Ryapolov P.A., Sokolov E.A., Kalyuzhnaya D.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. Р. 300.
  35. Зубарев А.Ю., Юшков А.В. // ЖЭТФ. 1998. Т. 114. № 3. С. 892; Zubarev A.Yu., Yushkov A.V. // JETP. 1998. V. 87. No. 3. P. 484.
  36. Yoshida T., Enpuku K. // Japan J. Appl. Phys. 2009. V. 48. No. 12. Art. No. 127002.
  37. Berkov D.V., Iskakova L.Yu., Zubarev A.Yu. // Phys. Rev. E. 2009. V. 79. No. 2. Art. No. 021407.
  38. Déjardin P.M., Ladieu F. // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. No. 3. Art. No. 034506.
  39. Ivanov A.O., Camp P.J. // Phys. Rev. E. 2018. V. 98. No. 5. Art. No. 050602.
  40. Lebedev A.V., Stepanov V.I., Kuznetsov A.A. et al. // Phys. Rev. E. 2019. V. 100. No. 3. Art. No. 032605.
  41. Ilg P., Kröger M. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. No. 39. P. 22244.
  42. Ivanov A.O., Camp P.J. // J. Molec. Liquids. 2022. V. 356. No. 11. Art. No. 119034.
  43. Fang A. // J. Phys. Cond. Matter. 2022. V. 34. No. 11. Art. No. 115102.
  44. Fang A. // J. Phys. Cond. Matter. 2022. V. 34. No. 11. Art. No. 115103.
  45. Ivanov A.O., Camp P.J. // Phys. Rev. E. 2023. V. 107. No. 3. Art. No. 034604.
  46. Rusanov M.S., Kuznetsov M.A., Zverev V.S., Elfimova E.A. // Phys. Rev. E. 2023. V. 108. No. 2. Art. No. 024607.
  47. Brown W.F.Jr. // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. No. 4. P. 1319.
  48. Brown W.F.Jr. // Phys. Rev. 1963. V. 130. No. 5. P. 1677.
  49. Coffey W.T., Cregg P.J., Kalmykov Y.P. // in: Advances in Chemical Physics. V. 83. N.Y.: Wiley, 1993. P. 263.
  50. Ivanov A.O., Camp P.J. // Phys. Rev. E. 2020. V. 102. No. 3. Art. No. 032610.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Временные кривые роста безразмерной намагниченности M(t)/ρm при различных значениях напряженности приложенного магнитного поля, приведенных в единицах параметра Ланжевена: α = 1 (синие круги, синяя кривая 1), α = 3 (красные треугольники, красная кривая 2), α = 5 (зеленые ромбы, зеленая кривая 3), α = 10 (черные квадраты, черная кривая 4). Символами отмечены результаты численного решения системы уравнений (4), кривые соответствуют приближенному аналитическому решению (20).

Скачать (64KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость эффективного времени релаксации Te (красная сплошная кривая 1) от напряженности приложенного постоянного однородного магнитного поля, выраженной в единицах параметра Ланжевена α, в сравнении с аналогичной зависимостью времени TYE (синяя пунктирная кривая 2), эмпирически предложенного в работе [36].

Скачать (24KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Временная зависимость τe(t)/Te, рассчитанная численно согласно выражению (21), для различных значений напряженности приложенного магнитного поля, выраженного в единицах параметра Ланжевена: α = 1 (синие круги), α = 3 (красные треугольники), α = 5 (зеленые ромбы). Пунктирными кривыми обозначены предсказания асимптотики малых времен (10). Начиная с характерных времен t ~ 3τB, эффективное время τe (t) начинает расти, достигая асимптотически значения Te (19) в пределе t → ∞. Этот предел не может быть корректно рассчитан численно при использовании конечного числа уравнений системы (4).

Скачать (47KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024