close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Всего Федеральный бюджет Краевой бюджет Местный;pdf

код для вставкиСкачать
УДК 625
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ ТВЕРДЫХ
ФЕРРОМАГНЕТИКОВ
М.С. Баглаева, ст-ка гр. ХТб-131, 2 курс
Р.О. Карташов, ст-т гр. ХТб-111, 4 курс
А.Г. Ушаков, к.т.н., доцент
Е.С. Ушакова, к.т.н., доцент
Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева
г. Кемерово
Промышленность в современном обществе развивается стремительно
быстро. В связи с этим перспективным становится использование магнитной
жидкости (МЖ). Области применения МЖ имеют широкий спектр, а именно:
в качестве среды для разделения материалов по плотности, компонента герметизирующих систем, в высокоточных приборах, динамических гасителях
вибрации, для изготовления не вытекающих смазок и др. [1].
МЖ уникальны тем, что они остаются в жидком состоянии под действием магнитного поля и полностью восстанавливают свои характеристики
после его снятия, к тому же они практически не имеют срока годности и не
подлежат разложению [2]. Проблема использования МЖ заключается в том,
что они являются дорогостоящими продуктами из-за трудоемкого получения
и проблемной утилизации сточных вод .
Поэтому целью работы является получение магнитной жидкости и изучение ее свойств, имея в перспективе создание собственной МЖ по более
простой и безотходной технологии.
Задачи:
1. Изучить способы получения МЖ.
2. Синтезировать МЖ одним из способов.
3. Исследовать характеристики получившегося продукта.
Магнитные жидкости (МЖ) – стабилизированные коллоидные растворы
ферромагнетиков в некоторой жидкости – носителе. Их магнитные свойства
определяются содержанием твердой магнитной составляющей, которая может
достигать 25 % об. МЖ представляют собой взвесь однодоменных микрочастиц ферро- и ферримагнетиков в жидкой немагнитной среде (керосине,
воде, толуоле, минеральных и кремнийорганических маслах и т. п.).
На кафедре химической технологии твердого топлива КузГТУ синтезирована МЖ по следующей методике: получали магнетит взаимодействием
солей Fe+3 и Fе+2 с аммиачной водой, полученную суспензию промывали водой до достижения pH=7-9, отфильтровали полученный осадок, высушивали
в сушильном шкафу. Затем готовили раствор олеиновой кислоты и керосина в
соотношении 1:10. Далее приливали к магнетиту полученный раствор и перемешивали его при нагревании до
С, с последующим охлаждением до 50 С.
Когда происходило расслоение МЖ и воды, смесь разделяли в делительной
воронке, сливали воду.
Полученную МЖ проанализировали, определяя плотность, условную
вязкость и исследуя процессы структурообразования.
Плотность МЖ определяли пикнометрическим способом при комнатной температуре следующим образом:
 определяли массу сухого пикнометра с помощью точных весов;
 наполняли пикнометр дистиллированной водой до метки;
 определяли массу пикнометра вместе с дистиллированной водой;
 выливали воду и высушивали пикнометр в сушильном шкафу;
 наливали исследуемую МЖ в пикнометр до метки;
 определяли массу пикнометра вместе с исследуемой МЖ.
По массе МЖ, объему пикнометра и плотности воды при заданной температуре, находили плотность МЖ.
Условная вязкость — величина, показывающая, во сколько раз время
истечения МЖ из вискозиметра при температуре испытания больше времени
истечения дистиллированной воды при 2 °С. Данный показатель определяли
при помощи вискозиметра В3-246 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 625 -85.
Устанавливали время непрерывного истечения в секундах определенного
объема испытуемого материала через калиброванное сопло.
Процессы структурообразования исследовали под оптическим микроскопом LCD MICRO BRESSER с использованием линз с увеличением в 1 и
4 раз. В ходе подготовки реплик исходную МЖ разбавляли до концентрации ,1 %, полученный раствор наносили на подложку и высушивали в естественных условиях. На рисунке показан характерный снимок образа магнитной жидкости. Отмечено наличие частиц магнетита, объединенных в агрегаты, реагирующие на приложение магнитного поля.
Рисунок. Фотография образца магнитной жидкости, сделанная с увеличением в 4 раз
Полученные данные сведены в таблицу. Для сравнения так же приведены значения составляющих стабилизатора (олеиновой кислоты и керосина) и
дистиллированной воды.
Таблица
Свойства полученной МЖ в сравнении в прочими жидкостями
Характеристики Дист. вода
МЖ
Олеиновая
Керосин
кислота
Условная
1
4,16
2,90
0,89
вязкость
Плотность, г/мл
1
0,97
0,89
0,81
Проанализировав данные можно утверждать, что размер частиц дисперсной фазы в коллоидных системах составляет 1 -9-10-7 м, т.е. лежит в интервале от нанометров до долей микрометров. Эта область превосходит размер типичной малой молекулы, но меньше размера объекта, видимого в обычном
оптическом микроскопе.
С помощью исследования данных характеристик можно оптимально подобрать исходные вещества для того, чтобы использовать полученную МЖ в
определенной отрасли промышленности.
Список литературы:
1. Бажанова, А.Г. Определение характера функциональных групп на поверхности магнетита / А.Г. Бажанова, В.М. Макаров, С.З. Калаева // Известия
ВУЗов. Серия «Химия и химическая технология». Иваново: Изд-во ИГХТУ,
2009. – Т. 52. – № 1 . – С. 151-152.
2. Берковский Б.М. Магнитные жидкости / Б.М. Берковский, В.Ф. Медведев, М.С. Краков // М.: Химия, 19 9. – 24 с.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа