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Aggregate structures of a suspension composed of cubic hematite particles by means of three-dimensional Monte Carlo simulations

通过三维蒙特卡罗模拟由立方赤铁矿颗粒组成的悬浮液的聚集结构

基本信息

批准号：
18J21020
负责人：
岡田和也
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Akita Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究計画当初では，令和２年度にキューブ状ヘマタイト粒子に関する実験的な研究を遂行する予定であった．しかしながら，キューブ状ヘマタイト粒子に関する実験的な研究は，現在，国外の様々な研究グループにより幅広く行われている．新規性および独創性を追求するために，単純せん断流中におけるキューブ状磁性粒子分散系を対象としたブラウン動力学法を構築し，キューブ状磁性粒子の凝集構造と磁気粘性効果の関係性の解明を試みた．具体的には，平成31年度に構築した熱力学的平衡状態におけるキューブ状ヘマタイト粒子分散系を対象としたブラウン動力学法を，単純せん断流中におけるキューブ状磁性粒子分散系に適用することにより，キューブ状磁性粒子の凝集形態の内部構造とレオロジー特性の関係性を解明した．得られたシミュレーション結果から，凝集構造の内部構造の相違により非常に特徴的な磁気粘性効果が現れることが明らかになった．また，ある条件下において，キューブ状磁性粒子分散系は負の磁気粘性特性を有している可能性を示した．また，期待通りに研究が進展したため，回転磁場中におけるキューブ状磁性粒子分散系を対象とした擬2次元ブラウン動力学法を構築した．本シミュレーション・プログラムを用いて，粒子間の磁気的な相互作用，磁場の強さおよび周波数などの種々の要因を変化させることにより，凝集体の形成メカニズム凝集形態の内部構造の転移現象ならびに粒子の磁気モーメントの回転磁場への追従性などを解明した．

The research plan was originally planned for 2010 and 2011. The research on particle size is now in progress abroad. New characteristics and originality are sought, and the relationship between the aggregation structure and the magnetic viscosity effect of the magnetic particles is studied. In detail, the thermodynamic equilibrium state of the particle dispersion system was constructed in the year of Heisei 31. The kinetic method was used to explain the relationship between the aggregation morphology, internal structure and characteristics of the particle dispersion system. As a result, the internal structure of the agglomerated structure is inconsistent with that of the very special magnetic viscosity. Under these conditions, it is possible that the dispersion system of magnetic particles in the shape of a sheet has negative magnetic viscosity properties. Looking forward to the progress of research on magnetic particle dispersion in magnetic field In this paper, the magnetic interaction between particles, the magnetic field strength and the frequency of the cycle change of the species are used to explain the formation of aggregates, the internal structure of aggregates, and the magnetic field of particles.