Testing theoretical models on experimental data of magnetization of magnetopolymer composites

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Magnetic properties of magnetopolymer composite materials were studied. Monodisperse and bidisperse theoretical models considering interparticle dipole-dipole interactions were verified using experimental data. It was obtained that the bidisperse approximation well describe the experimental results for real polydisperse composites.

Full Text

Restricted Access

About the authors

D. I. Radushnov

Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

A. Yu. Solovyova

Ural Federal University

Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

E. A. Elfimova

Ural Federal University

Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Yekaterinburg

A. V. Chernyshov

North Caucasus Federal University

Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Stavropol

A. R. Zakinyan

North Caucasus Federal University

Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Stavropol

S. A. Kunikin

North Caucasus Federal University

Email: dmitry.radushnov@urfu.ru
Russian Federation, Stavropol

References

  1. Lu Q., Choi K., Nam J.D., Choi H.J. // Polymers. 2021. No. 4. P. 512.
  2. Merazzo K.J., Lima A.C., Rincón-Iglesias M. et al. // Mater. Hor. 2021. No. 8 P. 2654.
  3. Амиров А.А., Каминский А.С., Архипова Е.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 6. С. 813; Amirov A.A., Kaminskiy A.S., Arkhipova E.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 6. P. 715.
  4. Блум Э.Я., Майоров М.М., Цеберс А.О. Магнитные жидкости. Рига: Зинатне, 1989. 387 с.
  5. Rodriguez-Arco L., Rodriguez I.A., Carriel V. et al. // Nanoscale. 2016. No. 15. P. 8136.
  6. Campos F., Bonhome-Espinosa A.B., Carmona R. et al. // Mater. Sci. Eng. C. 2021. No. 118. P. 111476.
  7. Kazantseva N.E., Smolkova I.S., Babayan V. et al. // Nanomaterials. 2021. No. 12. P. 3402.
  8. Sharma A., Mangla D., Shehnaz, Chaudhry S.A. // J. Environ. Manage. 2022. No. 306. P. 114483.
  9. Алехина Ю.А., Макарова Л.А., Наджарьян Т.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 7. С. 882; Alekhina Y.A., Makarova L.A., Nadzharyan T.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 7. P. 801.
  10. Петров Д.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 2. С. 165; Petrov D.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. No. 2. P. 115.
  11. Юрасов А.Н., Яшин М.М., Ганьшина Е.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 5. С. 716; Yurasov A.N., Yashin M.M., Ganshina E.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. No. 5. P. 601.
  12. Elfimova E.A., Ivanov A.O., Camp P.J. // Nanoscale. 2019. No. 11. P. 21834.
  13. Ambarov A.V., Zverev V.S., Elfimova E.A. // Phys. Rev. E. 2023. V. 107. Art. No. 024601.
  14. Zubarev A. // Phys. Rev. E. 2018. V. 98. Art. No. 032610.
  15. Elfimova E.A., Iskakova L.Y., Solovyova A.Y., Zubarev A.Y. // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. Art. No. 054616.
  16. Raikher Y. // JMMM. 1983. No. 39. P. 11.
  17. Solovyova A.Y., Elfimova E.A., Ivanov A.O. // Phys. Rev. E. 2021. V.104. Art. No. 064616.
  18. Radushnov D.I., Solovyova A.Y., Elfimova E.A. // Nanoscale. 2022. No. 14. P. 10493.
  19. Radushnov D.I., Solovyova A.Y., Elfimova E.A. // Polymers. 2023. No. 15. P. 2678.
  20. Odenbach S. // In: Magnetoviscous effects in ferrofluids. Berlin, Heidelberg, 2002. P. 151.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Magnetization curves of magnetopolymer samples depending on the magnetic field hin for different values ​​of the volume fraction of magnetic nanoparticles φ. The samples were synthesized in the absence of a magnetic field. The symbols indicate experimental data: a) the solid line corresponds to the theoretical results of the monodisperse theory (1), b) the dotted line corresponds to the bidisperse theory (4), (5).

Download (139KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Magnetization plot for samples with magnetic nanoparticle volume fraction φ = 1.62% depending on magnetic field hin. Polymerization field hpext = 31.831 (a), 397.855 kA m-1. Solid line corresponds to monodisperse theory (1), dotted line — bidisperse theory (4), (5), symbols denote experimental data. The values ​​of the Langevin parameters corresponding to the polymerization fields hpext = 31.831 kA m-1 and hpext = 397.855 kA m-1 for a monodisperse system are ap = 0.84 and ap = 11.07, for a bidisperse system - aps = 0.33, apl = 4.04 and aps = 4.39, apl = 52.98.

Download (78KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Graph of magnetization depending on the volume fraction of magnetic nanoparticles φ for samples synthesized in a magnetic field of hpext = 397.800 kA m-1 and located in a magnetic field of hin = 15.912 kA m-1. The solid line corresponds to the theoretical results of the monodisperse theory (1); the dotted line corresponds to the bidisperse theory (4), (5); the symbols denote experimental data. The values ​​of the Langevin parameters corresponding to the fields hpext = 397.800 kA m-1 and hin = 15.912 kA m-1 are equal to ap = 11.06 and a = 0.45 for the monodisperse model, and aps = 4.39, apl = 52.97 and as = 0.18, al = 2.13 for the bidisperse model.

Download (43KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».