Viskosität und Diffusion in Ferrofluiden

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BREGENZER, Sarah, 2004. Viskosität und Diffusion in Ferrofluiden

@mastersthesis{Bregenzer2004Visko-9296, title={Viskosität und Diffusion in Ferrofluiden}, year={2004}, author={Bregenzer, Sarah} }

Ferrofluide sind magnetische Flüssigkeiten, deren Eigenschaften durch Magnetfelder moderater Stärke entscheidend verändert werden können. Solche Flüssigkeiten bestehen aus kolloidal suspendierten Teilchen ferromagnetischer Substanzen, deren Durchmesser ca. 10nm beträgt, in einer Trägerflüssigkeit.<br />Im Rahmen dieser Arbeit wurden die magnetorheologischen Eigenschaften von Ferrofluiden an einem statischen System untersucht. Das Experiment basiert auf der Idee, kolloidale Partikel als Tracer-Teilchen in einem Ferrofluid zu dispergieren und aus ihrer Diffusionsbewegung Rückschlüsse auf das magnetoviskose Verhalten der Flüssigkeit zu ziehen.<br />Mit Hilfe videomikroskopischer Untersuchungen an einem statischen zweidimensionalen Ferrofuid-Kolloid-System konnten quantitative Ergebnisse über die Selbstdiffusion kolloidaler Partikel in Ferrofluiden unter Anwesenheit eines homogenen Magnetfeldes erzielt werden. Aus den Messungen ergaben sich folgende Resultate: Sowohl die Kurz- als auch die<br />Langzeitdiffusionskonstante steigt für kleine Magnetfelder an, bevor ihre Werte für höhere Feldstärken abfallen. Dieser Anstieg kommt möglicherweise durch die bei stärkeren Magnetfeldern auftretenden repulsiven Kräfte zu Stande, auf Grund derer sich die Kolloide vom Deckglas bzw. Zellenboden entfernen. Der Abfall der Diffusionskonstanten bei noch größeren Magnetfeldern kann durch die einsetzende Strukturbildung der Magnetit-Partikel im<br />Ferrofluid erklärt werden. Des Weiteren verdeutlichen die Messergebnisse, dass die hydrodynamische Wechselwirkung zwischen den Partikeln bei den betrachteten Partikelkonzentrationen keinen erkennbaren Einfluss auf die Diffusionsbewegung der Kolloide besitzt. Außerdem wurde zur quantitativen Untersuchung der oben beschriebenen Oberflächenrepulsion das Verhalten der Ferrofluid-Kolloid-Suspension unter Anwesenheit eines Magnetfelds mit einem Laser-Scanning-Konfokalmikroskop beobachtet. Dabei konnten die fluoreszenten Kolloide durch eine 15 mm dicke, stark absorbierende Ferrofluidschicht beobachtet werden. Zur Berechnung der Viskosität des Ferrofluids aus der<br />Diffusionsbewegung der Tracer-Teilchen benötigt man den Abstand<br />zum Deckglas bzw. Zellenboden, der durch die oben erwähnte Oberflächenrepulsion<br />in einem Magnetfeld zu Stande kommt. Einige Modifikationen des<br />Versuchsaufbaus am Konfokalmikroskop könnten die Bestimmung dieses<br />Parameters ermöglichen. deu 2011-03-24T17:55:16Z Viscosity and diffusion in ferrofluids deposit-license 2004 application/pdf Bregenzer, Sarah 2011-03-24T17:55:16Z Bregenzer, Sarah Viskosität und Diffusion in Ferrofluiden

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