Neutronenstreuexperimente zur Aufklärung der Mikrostruktur gescherter Ferrofluide unter Einfluss magnetischer Felder

点击翻译按钮获取中文摘要

Im Rahmen des geplanten Vorhabens soll nach mikroskopischen Ursachen für das Auftreten starker magnetoviskoser Effekte in Ferrofluiden - Suspensionen feinster magnetischer Partikel in geeigneten Trägerflüssigkeiten - gesucht werden. Die zur Zeit favorisierten Modelle gehen davon aus, daß neben der Behinderung der freien Rotation der magnetischen Partikel in einer Scherströmung - die der sogenannten Rotationsviskosität zugrunde liegt - die Bildung großräumiger Strukturen kleiner magnetischer Agglomerate von entscheidender Bedeutung ist. Derartige Modelle liefern eine recht gute qualitative Beschreibung des extremen feldbedingten Anstiegs der Viskosität bei kleinen Scherraten sowie der beobachteten Scherratenabhängigkeit der magnetoviskosen Effekte. Allerdings basieren diese Modelle auf zahlreichen Annahmen über die Mikrostruktur der magnetischen Flüssigkeiten, die experimentell nicht gesichert sind. Wir wollen daher in Parameterbereichen von Scherrate und Magnetfeldstärke, die aus rheologischen Messungen als typisch für besonders markante Veränderungen des magnetoviskosen Verhaltens eines Ferrofluids ermittelt wurden, die Mikrostruktur des Fluids mittels Neutronen-Kleinwinkelstreuung untersuchen. Auf diese Weise soll die Verbindung zwischen den makroskopischen und mikroskopischen Eigenschaften der Fluide geschaffen werden.Neben der Fragestellung der Verknüpfung von mikro- und makroskopischen Eigenschaften in Ferrofluiden werden wir insbesondere unsere Kenntnisse auf dem Gebiet der magnetischen und rheologischen Charakterisierung magnetischer Flüssigkeiten in die Arbeit des Schwerpunkts einfließen lassen. Hierzu wurden bereits mit zahlreichen Arbeitsgruppen entsprechende Zusammenarbeiten vereinbart.