磁纳米胶体中磁场诱导的增强热传导现象
介观与纳米尺度物理
2016-08-03 v1 材料科学
摘要
已报道了涉及磁性氧化物纳米颗粒（即 Fe2O3、Fe3O4、氧化镍 (NiO)、氧化钴 (Co3O4)）分散在不同基液（传热油、煤油和乙二醇）中的磁纳米胶体，其磁场诱导的急剧增强的热导率。实验揭示了在外加磁场下增强的热传输，与基于传热油和 EG 的 MNCs 相比，基于煤油的 MNCs 在相对较低的磁场强度下即表现出增强。对于 Fe3O4/EG 磁纳米胶体，在 7.0 vol. % 浓度和 0.1 T 磁场强度下获得了 114% 的最大热导率增强。然而，对于 Fe3O4/煤油磁纳米胶体，在相同浓度但相对较低的磁场（600 G）下观察到最大 82% 的热导率增强。因此，观察到流体和颗粒物理性质对此类系统中导致传导增强的链形成倾向的强烈影响。Co3O4 纳米颗粒由于其极小的磁矩，对 MNCs 的热导率增强表现出不显著的影响。提出了一种分析方法以理解外加磁场下热导率增强背后的机制和物理原理，该方法与近场静磁相互作用以及磁性纳米颗粒的尼尔弛豫率相一致。此外，该分析模型能够预测增强热导率现象作为物理参数（如链长、纳米颗粒尺寸和类型、流体特性、磁场强度、饱和磁矩、纳米颗粒浓度等）的函数，并且与实验结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.1511.04560,
title = {Magnetic field induced augmented thermal conduction phenomenon in magneto nanocolloids},
author = {Ajay Katiyar and Purbarun Dhar and Tandra Nandi and Sarit K. Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.04560},
year = {2016}
}
备注
The manuscript is under review in Applied Thermal Engineering. Pages 28, figures 12