ساخت و بررسي خواص ساختاري و رئولوژيكي سيال مغناطيسي حاوي نانو ذرات مگنتيت

Synthesis, Rheology and Structural Analysis of Ferro-fluid containing Magnetite nano particles

فرو سيال حاوي نانو ذرات اكسيد آهن (فروفلوئيده) با استفاده از روش همرسوبي ساخته شده و مشخصه هاي ريز ساختاري ذرات، توزيع اندازه ذرات و نوع فاز بررسي شد. براي اين منظور، تكنيك هاي SEM و XRD مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه خواص رئولوژيكي اين فرو بسال مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از دستگاه رئومتر خواص رئولوژيكي فرو سيال، در حضور و عدم حضور ميدان مغناطيسي بررسي شد. بررسي هاي ريزساختاري XRD و SEM نشان داد كه فروسيال از نانو ذراتي با ميانگين ابعاد 35 نانومتر تشكيل شده است كه به خوبي تبلور يافته اند. نتايج آزمون XRD نشان داد كه ذرات عمدتا از نوع مگنتيت هستند. آزمون هاي رئومتري مشخص كرد كه فرو سيال داراي رفتار غير نيوتني و از نوع برش رواني است و رفتار آن در حضور و عدم حضور ميدان مغناطيسي متفاوت است. حضور ميدان مغناطيسي موجب افزايش و شكساني فرو بسال مي شود. همچنين مشخص شد كه در شدت هاي ميدان بالاتر از 100KA/m وشكساني سيال افت پيدا مي كند در آهنگ برشي خيلي پايين و ميدانهاي بالا وشكساني منفي مشاهده گرديد. .

Ferro-fluid (FF) was synthesized by using chemical co-precipitation method. The morphology of particles, phase identifications and particles size distribution of the samples were characterized using the scanning electron microscopy (SEM) and X-Ray diffraction (XRD). The rheological properties of FF versus the shear rate, magnetic field, concentration, particle size and time were studied by rheometery technique. In order to describe the relations between the rheologyical properties, microstructure and interactions of nanoparticles, the magnetic and non-magnetic interactions were differentiated, and the effects of each on the rheology of FF were investigated. The microstructure investigations results, using SEM, revealed that the FF contained nanoparticles of well crystallized structures with the mean particle size of 35nm. They appeared to be approximately single crystalline structures. The rheology results proved that the FF had non Newtonian behavior in the presence and absence of magnetic field. Moreover, the magnetic field affect on increasing viscosity. It was seen that the FF at magnetic fields higher than about 100 kA/m and low shear has negative viscosity.