棒状ヘマタイト粒子からなる非希釈コロイド分散系の配向分布とレオロジー特性に及ぼす粒子間磁気的相互作用の影響 : せん断流の回転角速度ベクトル方向に磁場が作用する場合の平均場近似による解析 Influences of Magnetic Particle-Particle Interactions on Orientational Distributions and Rheological Properties of a Semi-dense Colloidal Dispersion Composed of Rod-Like Hematite Particles : Analysis by Means of Mean Field Approximation for an Applied Magnetic Field Parallel to the Angular Velocity Vector of a Simple Shear Flow

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著者

    • 早坂 良 HAYASAKA Ryo
    • 秋田県立大学システム科学技術学部 機械知能システム学科 Faculty of System Science and Technology, Akita Prefectural University
    • 青島 政之 AOSHIMA Masayuki
    • 秋田県立大学システム科学技術学部 機械知能システム学科 Faculty of System Science and Technology, Akita Prefectural University
    • 佐藤 明 SATOH Akira
    • 秋田県立大学システム科学技術学部 機械知能システム学科 Faculty of System Science and Technology, Akita Prefectural University

抄録

粒子軸と垂直方向に磁化された棒状粒子からなる,非希釈コロイド分散系の配向分布と粘性に及ぼす粒子間磁気的相互作用の影響を検討した.加えて,印加磁場,せん断流,ランダム力の影響も明らかにした.その際,粒子間相互作用は平均場近似を適用して近似的に取り扱った.配向分布関数の方程式はトルクのつり合いの式より導出し,数値解析によって解を求めた.結果を要約すると以下のとおりである.磁場が非常に強い場合は,粒子の磁気モーメントは磁場方向に強く制限されるため,粒子の運動はせん断面に垂直な面内に拘束される.粒子間磁気力が大きい場合,磁気モーメントはさらに磁場方向に強く制限されるようになるため,磁気モーメントを磁場方向に一致させながら,徐々に流れ方向に配向するようになる.せん断流の影響をさらに強くすると,棒状粒子の配向特性がさらに顕著に現れ,配向分布関数は一点集中型のピークを有するようになる.また平均場が磁場方向の成分のみを有するので,粒子間磁気的相互作用は粘度に影響しない.

The influences of magnetic particle-particle interactions on orientational distributions and viscosity of a semi-dense dispersion composed of rod-like particles with a magnetic moment magnetized normal to the particle axis were investigated. In addition, the influences of the magnetic field strength, shear rate, and random forces on the orientational distribution and rheological properties were clarified. The mean field approximation was applied to take into account magnetic interactions between rod-like particles. The basic equation of the orientational distribution function was derived from the balance of torques and solved by the numerical analysis method. The results obtained are summarized as follows. For a strong magnetic field, the rotational motion of the rod-like particle is restricted in a plane normal to the shearing plane because the magnetic moment of the particle is restricted in the magnetic field direction. When a very strong magnetic interaction exists between particles, the magnetic moment is strongly restricted in the magnetic field direction, so that the particles tend to incline in the flow direction with the magnetic moment aligned with the magnetic field. For a strong shear flow, the directional characteristic of rod-like particles is enhanced, and this leads to a more significant one-peak-type distribution of the orientational distribution function. Magnetic interactions between particles do not contribute to the viscosity because the mean-field vector has only a component in the direction of the magnetic field.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 34(2), 205-210, 2008-03-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  12件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021110611
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    NOT
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    9435254
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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