Магнитные свойства трубок-слоёв намагниченной цепочки шаров: контроль по измеренным магнитным параметрам сердцевин

Для решения научных и практических задач в области электромагнитных измерений необходима детализированная магнитная характеристика используемых в различных устройствах неоднородных сред. Характеристика получена на примере намагничивания базового элемента среды – цепочки гранул, шаров. Для измерения магнитных потоков в цепочке по её сердцевинам разного радиуса предложено применять круговые датчики-контуры на печатных платах. Размещение круговых датчиков между контактирующими шарами намагничиваемой цепочки позволило определить магнитные свойства не только сердцевин цепочки, но и её квазисплошных трубок-слоёв, ограниченных смежными датчиками. По экспериментально измеренным датчиками-контурами значениям магнитного потока в восьми сердцевинах цепочки с относительными радиусами 0,2–0,9 при напряжённости намагничивающего поля в диапазоне 10–55 кА/м установлены значения магнитного потока в семи трубках-слоях с относительными радиусами 0,25–0,85. Найдены значения магнитной восприимчивости трубок-слоёв, которые уменьшаются согласно обратной степенной зависимости с показателем степени 2,4 с увеличением относительного радиуса. В сравнительно коротких цепочках с числом шаров 2–8 установлены и функционально аппроксимированы значения размагничивающего фактора трубок-слоёв. Полученные результаты можно использовать для изучения условий формирования зон, ответственных за магнитный захват магнитоактивных частиц между гранулами рабочих органов (матричного типа) полиградиентных магнитных сепараторов и анализаторов.

1. Birčáková Z., Kollár P., Weidenfeller B., Füzer J., Fáberová M., Bureš R. Journal of Alloys and Compounds, 2015, vol. 645, pp. 283–289. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.121

2. Strečková M., Füzer J., Kobera L., Brus J., Fáberová M., Bureš R., Kollár P., Lauda M., Medvecky L., Girman V. Materials Chemistry and Physics, 2014, vol. 147, рр. 649–660. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2014.06.004

3. Périgo E. A., Weidenfeller B., Kollár P., Füzer J. Applied Physics Review, 2018, vol. 5, 031301. https://doi.org/10.1063/1.5027045

4. Kanhe N. S., Kumar A., Yusuf S. M., Nawale A. B., Gaikwad S. S., Raut S. A., Bhoraskar S. V., Wu S. Y., Das A. K ., Mathe V. L. Journal of Alloys and Compounds, 2016, vol. 663, рр. 30–40. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.11.190

5. Kollár P., Birčáková Z., Vojtek V., Füzer J., Bureš R., Fáberová M. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, vol. 388, рр. 76–81. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.04.008

6. Сандуляк А. В. Магнитно-фильтрационная очистка жидкостей и газов. М.: Химия, 1988. 136 с.

7. Bai K., Casara J., Nair-Kanneganti А., Wahl А., Carle F., Brown E. Journal of Applied Physics, 2018, vol. 124, 123901. https://doi.org/10.1063/1.5041750

8. Moore R. L. AIP Advances, 2019, vol. 9, 035107. https://doi.org/10.1063/1.5078736

9. Moore R. L. Journal of Applied Physics, 2019, vol. 125, 085101. https://doi.org/10.1063/1.5053791

10. Кирш В. А. Диффузионное осаждение аэрозольных наночастиц в модельных гранульных фильтрах // Коллоидный журнал. 2013. Т. 75(6). С. 718–722. https://doi.org/10.7868/S0023291213060074

11. Луцев Л. В., Калинин Ю. Е., Ситников А. В., Стогней О. В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами // Физика твёрдого тела. 2002. Т. 44. Вып. 10. С. 1802–1810. https://doi.org/10.1134/1.1514778

12. Хайруллина A. Я., Ольшанская Т. В., Бабенко В. А., Кожевин B. М., Явсин Д. А., Гуревич С. А. Оптические свойства планарных структур, содержащих оксидированные наногранулы меди // Оптика и спектроскопия. 2005. Т. 98. № 1. С. 103–108. https://doi.org/10.1134/1.1858046

13. Кирш В. А., Кирш А. А., Макавеев П. Ю. Диффузионное осаждение наночастиц в слое гранул // Коллоидный журнал. 2020. Т. 82. № 6. С. 698–706. https://doi.org/10.31857/s0023291220060075

14. Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Ershova V. A., Sandulyak A. V. Ferrous Material Fill: Magnetization Channels, Layerby-Layer and Average Permeability, Element-to-Element Field. In: Altenbach H., Carrera E., Kulikov G. (eds) Analysis and Modelling of Advanced Structures and Smart Systems. Advanced Structured Materials, Springer, Singapore, 2018, vol. 81, pp. 191–210. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6895-9_9

15. Sandulyak A. A., Sandulyak D. A., Gorpinenko Yu. O., Sandulyak A. V., Ershova V. A. Devices and Methods of Measurements, 2022, vol. 13, no. 2, pp. 117–127. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2022-13-2-117-127

16. Устройство для измерения магнитного поля: Пат. RU 2737024 / Ю. О. Горпиненко, А. В. Сандуляк, М. Н. Полисмакова, Д. А. Сандуляк, А. А. Сандуляк, А. С. Харин // Изобретения. Полезные модели. 2020. № 33.

17. Сандуляк А. В., Горпиненко Ю. О., Полисмакова М. Н., Сандуляк Д. А., Сандуляк А. А. Магнитный поток и индукция в сердцевинах намагничиваемых цепочек шаров // Международный научно-исследовательский журнал. 2020. № 6(96). Ч. 1. C. 96–110. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.96.6.017

18. Kolomeitsev A. A., Zatonov I. A., Pischanskaya M. I., Baranov P. Devices and Methods of Measurements, 2021, vol. 12, no. 2, pp. 117–123. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-2-117-123

19. Uchaikin S., Likhachev A., Cioata F. et al. Journal of Physics: Conference Series, 2012, vol. 400, 052037. https://doi.org/10.1088/1742-6596/400/5/052037

20. Сандуляк А. А., Сандуляк Д. А., Горпиненко Ю. О., Ершова В. А., Сандуляк А. В. К модели поцепочного намагничивания гранулированной среды: вариант магнитной диагностики цепочек шаров // Российский технологический журнал. 2021. 9(5). С. 36–44. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2021-9-5-36-44