Исследование магнитореологических суспензий с дисперсными наполнителями на основе сложных оксидов железа

Abstract

Методами периодического и непрерывного химического осаждения получены сложные железосодержащие оксиды – ферриты кобальта, цинка, железа и марганца (CoFe2O4, ZnFe2O4, FeFe2O4, MnFe2O4). Для комплексного анализа полученных соединений применены физико-химические методы исследования. Методом сканирующей электронной микроскопии изучены химический состав, размеры и форма частиц. Рентгенофазовым анализом установлен фазовый состав синтезированных соединений. Полученные ферриты являются полидисперсными порошками с узким распределением частиц по размерам. Обнаружено, что режим осаждения не оказывает существенного влияния на конечный химический состав синтезируемых ферритов, но влияет на размер частиц. При непрерывном осаждении образуются более крупные в сравнении с периодическим режимом осаждения частицы ферритов. На основе синтезируемых соединений приготовлены магнитореологические суспензии, для которых определены кривые течения в магнитном поле и при его отсутствии. Показано преимущество феррита марганца MnFe2O4 перед другими синтезируемыми соединениями, которое заключается в более высоком напряжении сдвига в суспензиях, что позволяет использовать его в качестве функционального наполнителя магнитореологических суспензий.

Complex iron-containing oxides – cobalt, zinc, iron, and manganese ferrites (CoFe2O4, ZnFe2O4, FeFe2O4, MnFe2O4) – were synthesized using periodic and continuous chemical deposition methods. A range of physico-chemical research methods was applied for the comprehensive analysis of the obtained compounds. Scanning electron microscopy was used to study their chemical composition, particle size, and shape. The phase composition of the synthesized compounds was determined by X-ray phase analysis. The resulting ferrites are polydisperse powders with a narrow particle size distribution. It was established that the deposition mode does not significantly affect the final chemical composition of the synthesized ferrites but does influence the particle size. Larger ferrite particles are formed during continuous deposition compared to the periodic deposition mode. Magnetorheological suspensions were prepared based on the synthesized compounds, and their flow curves were determined both in the presence and in the absence of a magnetic field. The advantage of manganese ferrite (MnFe2O4) over other synthesized compounds was demonstrated, which lies in its higher shear stress in suspensions, allowing it to be used as a functional filler for magnetorheological suspensions