Polidiszperz ferrokolloidok és elektroreológiai folyadékok termodinamikai, szerkezeti, optikai és reológiai tulajdonságainak kísérleti és elméleti vizsgálata = Study of the thermodynamical, structural, optical and rheological properties of polydisperse ferrofluids and electrorheological fluids

Szalai, István and Boda, Dezső and Gábor, András and Gurin, Péter and Kristóf, Tamás (2011) Polidiszperz ferrokolloidok és elektroreológiai folyadékok termodinamikai, szerkezeti, optikai és reológiai tulajdonságainak kísérleti és elméleti vizsgálata = Study of the thermodynamical, structural, optical and rheological properties of polydisperse ferrofluids and electrorheological fluids. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 61314_ZJ1.pdf Download (662kB) | Preview

Abstract

A dipoláris Yukawa fluidumok MSA elmélete alapján a külső térben vett szabadenergia funkcionál másodrendű Taylor sorfejtésével analitikus összefüggést vezettünk le a mágnesezettség külső térerősség függésére. Ezen eredmények alapján hasonló összefüggést írhattunk fel a polarizálhatóság elektromos térerősség függésére, amely alapján analitikus egyenleteket származtathattunk a molekuláris dipoláris fluidumok lineáris és nemlineáris dielektromos permittivitására. A kétdimenziós dipoláris korongok rendszerét Monte Carlo szimulációs és perturbációelméleti módszerekkel vizsgálva megállapítottuk, hogy a részecskék átmérőjének polidiszperzitása kis térerősségeknél növeli a fluidum mágnesezettségét. Monte Carlo szimulációs módszerekkel vizsgáltuk a mágneses kolloidok izochor és izobár hőkapacitásainak polidiszperzitás függését. A módosított átlagtér elméleten alapuló sűrűségfunkcionál elméleti módszert javasoltunk a Stockmayer fluidumok fázisegyensúlyainak confined rendszerekben történő vizsgálatára. Skálázási módszert vezettünk be a dipoláris fluidumok viszkozitásának számítására. Megmutattuk, hogy módszerünk egyaránt alkalmas molekuláris fluidumok és elektroreológiai folyadékok viszkozitásának számítására. Speciális rotációs viszkozimétert terveztük és építettünk elektroreológiai folyadékok reológiai tulajdonságainak meghatározására. Statikus fényszóráson alapuló készüléket építettünk elektroreológiai és magnetoreológiai folyadékokban képződő részecske láncok vizsgálatára. | On the second-order Taylor series expansion of the free energy functional of the dipolar Yukawa fluids, within the mean spherical approximation we have derived an analytical expression for the magnetization of ferrofluids. Based on these results for the electric field dependence of the polarization analytical equation have been obtained for the linear and the nonlinear dielectric permittivities of dipolar fluids. The influence of polydispersity on the magnetization of two-dimensional dipolar discs with short-range repulsive interaction was studied by means of Monte Carlo and a high field approximation perturbation theory. The isochoric and isobaric heat capacities of monodisperse and polydisperse ferrofluids have been calculated at different densities and pressures using NVT and NpT Monte Carlo simulation and perturbation theoretical methods. We applied a modified mean-field density functionál theory to determine the phase behavior of the Stockmayer fluids in slit-like pores formed by two walls with identical substrate potentials. On the basis of the Stockmayer interaction potential a scaling theory was proposed to calculate the viscosity of dipolar (and electrorheological ) fluids. A special rotational rheometer has been constructed to investigate the viscosity of electrorheological fluids in applied electric fields. A static light scattering equipment was constructed to study the chain formation in electrorheological and magnetic fluids.

Actions (login required)

Edit Item