元素取代调控的纳米铁氧体 MFe2O4 (M = Mn, Fe, Co, Ni) 基复相流体磁弹黏性行为
软凝聚态物质
2020-03-18 v1 介观与纳米尺度物理
应用物理
流体动力学
摘要
本文报道了以不同磁性金属 Fe、Mn、Co、Ni 取代纳米级 MFe2O4 尖晶石铁氧体中 M2 位点对相应磁流变液（MRFs）的磁流变与磁弹黏性行为的主导影响。采用多元醇辅助水热法合成了不同掺杂的 MFe2O4 纳米颗粒。对 MRFs 进行了详细的稳态与振荡剪切流变学测试，以确定其磁黏弹响应。MRFs 在磁场作用下表现出剪切变稀行为和增强的屈服特性。稳态磁黏性行为按主导的 Mason 数进行标度，并注意到所有 MRFs 具有自相似响应。MRFs 在磁场作用下符合扩展的宾汉塑性模型。瞬态磁黏响应显示，当 MRFs 暴露于时变磁场时表现出明显的滞回行为。采用频率和应变幅值扫描的振荡剪切研究表明，在磁场环境下以类固体行为为主。然而，MRFs 的弛豫行为和应变幅值扫描测试表明，尽管流体在磁场作用下表现出类固体行为，但不能称之为典型的弹性流体。比较表明，MnFe2O4 MRFs 在所有体系中具有最优的屈服性能。但在动态与振荡体系下，CoFe2O4 MRFs 表现出最佳性能。注意到 MRFs 的黏弹响应对应于三元黏弹模型。该研究对于面向不同应用的纳米 MRFs 的设计与开发策略具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1902.09315,
title = {Elemental substitution tuned magneto elastoviscous behavior of nanoscale ferrite MFe2O4 M = Mn, Fe, Co, Ni based complex fluids},
author = {Ankur Chattopadhyay and Subhajyoti Samanta and Rajendra Srivastava and Rajib Mondal and Purbarun Dhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.09315},
year = {2020}
}