Структурные и магнитные свойства полидисперсных феррожидкостей: теория и компьютерное моделирование
Аннотация
Работа посвящена исследованию сложных полидисперсных дипольных систем во внешнем магнитном поле произвольной напряженности с помощью методов математического и компьютерного моделирования. Разработана математическая модель для описания магнитостатических и структурных свойств концентрированных феррожидкостей. Главной особенностью построенной модели является возможность одновременного учета межчастичных диполь-дипольных взаимодействий, произвольного распределения частиц по размерам и влияния внешнего магнитного поля.
Впервые получены аналитические выражения, позволяющие прогнозировать начальную магнитную восприимчивость и намагниченность феррожидкостей в области предельных концентраций феррочастиц. Точность полученных выражений была проанализирована с помощью разработанных программных комплексов, позволяющих численно моделировать структурные и магнитные свойства исследуемых систем. Установлено, что экстремально высокие магнитные характеристики реальных полидисперсных феррожидкостей при низких температурах вызваны наличием широкого распределения частиц по размерам, где взаимодействие между крупными частицами вносит большой вклад в потенциальную энергию системы.
Впервые получены аналитические выражения, позволяющие прогнозировать начальную магнитную восприимчивость и намагниченность феррожидкостей в области предельных концентраций феррочастиц. Точность полученных выражений была проанализирована с помощью разработанных программных комплексов, позволяющих численно моделировать структурные и магнитные свойства исследуемых систем. Установлено, что экстремально высокие магнитные характеристики реальных полидисперсных феррожидкостей при низких температурах вызваны наличием широкого распределения частиц по размерам, где взаимодействие между крупными частицами вносит большой вклад в потенциальную энергию системы.