RU1775159C

RU1775159C - Process of preparation of colloidal solutions and emulsions of ferromagnetic materials

Info

Publication number: RU1775159C
Application number: SU894680851A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Ступников; Алексей Евгеньевич Соколов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов При Мгту Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1992-11-15

Abstract

Изобретение относитс к области технологии получени феррожидкостей и позвол ет повышать эффективность диспергировани коллоидных материалов при одновременном снижении энергоемкости процесса. Сущность способа заключаетс в том, что обрабатываемым бегущим магнитным полем частицам сообщают дополнительно круговое движение относительно вектора напр женности магнитного пол . Это позвол ет значительно интенсифицировать процесс диспергировани ферромагнитных частиц, повысить эффективность воздействи магнитного пол и снизить энергоемкость процесса. Кроме того, это улучшает устойчивость коллоидного раствора или суспензии ферромагнитного материала. 1 ил.The invention relates to the field of technology for producing ferrofluids and allows to increase the dispersion efficiency of colloidal materials while reducing the energy consumption of the process. The essence of the method lies in the fact that the particles that are being processed by the traveling magnetic field are additionally informed in a circular motion relative to the magnetic field strength vector. This makes it possible to significantly intensify the process of dispersion of ferromagnetic particles, increase the efficiency of exposure to a magnetic field and reduce the energy intensity of the process. In addition, it improves the stability of the colloidal solution or suspension of the ferromagnetic material. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к области технологии получени феррожидкостей.The invention relates to the field of ferrofluid production technology.

Известен способ получени коллоидных растворов, включающий диспергирование коллоидных частиц в среде за счет механического перемешивани (В.С.Ким, В.В.Скачков . Диспергирование и смешение в процессах производства и переработки пластмасс . М., Хими , 1988, стр.50, (1)). Недостатком этого способа вл етс значительна энергоемкость и недостаточна эффективность диспергировани .A known method of producing colloidal solutions, including dispersing colloidal particles in a medium due to mechanical stirring (V.S. Kim, V.V. Skachkov. Dispersing and mixing in the processes of manufacturing and processing plastics. M., Khimi, 1988, p. 50, (1)). The disadvantage of this method is the significant energy intensity and insufficient dispersion efficiency.

Известен также способ получени коллоидных растворов ферромагнитных материалов , включающий воздействие движущегос магнитного пол на коллоидные частицы (А.с. СССР № 179283, кл. В 22 D 1/00, (2)). Недостаток этого способа - также недостаточна эффективность диспергировани частиц из ферромагнитных материалов.There is also a known method for producing colloidal solutions of ferromagnetic materials, including the action of a moving magnetic field on colloidal particles (A.S. USSR No. 179283, class B 22 D 1/00, (2)). The disadvantage of this method is also the insufficient dispersion efficiency of particles from ferromagnetic materials.

Цель изобретени - повышение эффективности диспергировани коллоидных частиц ферромагнитных материалов при одновременном снижении энергоемкости пооцесса.The purpose of the invention is to increase the dispersion efficiency of colloidal particles of ferromagnetic materials while reducing the energy consumption of the process.

Указанна цель достигаетс тем, что при обработке магнитным полем частиц ферромагнитного материала, им сообщают движение в окружном направлении относительно линии действи вектора напр женности магнитного пол .This goal is achieved by the fact that when a magnetic field is applied to particles of a ferromagnetic material, they are informed of movement in the circumferential direction relative to the line of action of the magnetic field strength vector.

Сопоставительный анализ с прототипом (2) позвол ет сделать вывод о соответствии за вленного способа критерию изобретени новизна. Анализ известных технических решений в исследуемой области позвол ет сделать вывод об отсутствииComparative analysis with the prototype (2) allows us to conclude that the claimed method meets the criteria of the invention of novelty. An analysis of the known technical solutions in the studied area allows us to conclude that

V|V |

vj СЯvj xia

СП ОSP O

технических решений со входными существенными признаками, что позвол ет сделать вывод о соответствии за вленного технического решени критерию изобретени существенные отличи .technical solutions with essential input features, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention with significant differences.

Сущность за вленного способа заключаетс в следующем:The essence of the claimed method consists in the following:

При обработке коллоидных растворов и суспензий ферромагнитных материалов движущимс магнитным полем повышение степени дисперсности частиц достигаетс за счет взаимодействи внешнего магнитного пол с собственным магнитным полем крупных частиц, вл ющихс конгломератом более мелких (элементарных) частиц, которые при этом разрушаютс . Собственное магнитное поле каждого такого конгломерата складываетс из магнитных полей элементарных частиц, его составл ющих. Движущеес магнитное поле оказывает динамическое силовое воздействие на конгломераты , вызыва их распад на более мелкие, вплоть до отдельных частиц. При этом конгломераты стрем тс расположитьс вдоль направлени силовых линий магнитного пол так, что силовое действие его на них становитс минимальным. В результате дальнейшие циклы изменени пол дают более слабый эффект, причем он слабеет с каждым следующим циклом воздействи магнитного пол Дополнительное принудительное круговое движение частиц, которое может быть организовано любым известным способом не требующим существенных энергетических затрат, например, легкое механическое перемешивание ферромагнитных частиц, преп тствует расположению их вдоль силовых линий магнитного пол за счет чего эффективность магнитной обработки значительно возрастает, т.к. направление действи магнитного импульса на частицу при этом все врем измен етс ,In the processing of colloidal solutions and suspensions of ferromagnetic materials by a moving magnetic field, an increase in the degree of dispersion of particles is achieved due to the interaction of an external magnetic field with the own magnetic field of large particles, which are a conglomerate of smaller (elementary) particles, which are thereby destroyed. The intrinsic magnetic field of each such conglomerate is composed of the magnetic fields of the elementary particles that make up it. A moving magnetic field exerts a dynamic force effect on conglomerates, causing them to decay into smaller particles, up to individual particles. The conglomerates tend to be located along the direction of the lines of force of the magnetic field so that its force on them becomes minimal. As a result, further cycles of change of the field give a weaker effect, and it weakens with each subsequent cycle of exposure to the magnetic field. Additional forced circular motion of particles, which can be arranged in any known manner that does not require significant energy costs, for example, light mechanical mixing of ferromagnetic particles, prevents their location along the lines of force of the magnetic field due to which the efficiency of magnetic processing increases significantly, because the direction of action of the magnetic pulse on the particle changes all the time,

За вленный способ получени коллоидных растворов и суспензий ферромагнитных материалов может быть реализован, например, с помощью установки, представленной на чертеже.The inventive method for producing colloidal solutions and suspensions of ferromagnetic materials can be implemented, for example, using the apparatus shown in the drawing.

Установка включает стакан 1, в котором находитс среда 2, с частицами диспергируемого материала, Стакан 1 помещают в движущеес магнитное поле, создаваемое индуктором движущегос магнитного пол любой известной конструкции (на чертеже не показан). Установка также включает лопастную мешалку 3 небольшой мощности, организующей круговое движение ферромагнитных частиц относительно направлени действи вектора напр женности магнитного пол .The installation includes a cup 1, in which medium 2 is located, with particles of dispersible material. The cup 1 is placed in a moving magnetic field created by an inductor of a moving magnetic field of any known construction (not shown in the drawing). The apparatus also includes a paddle mixer 3 of small power, which organizes the circular motion of ferromagnetic particles relative to the direction of action of the magnetic field strength vector.

Работает установка следующим образом .The installation works as follows.

После включени индуктора движущегос магнитного пол , приводитс во вращение лопасти мешалки 3, организу круговое движение диспергируемых частиц ферромагнитного материала. После окончани процесса диспергировани ,выключаетс индуктор , мешалка, а полученный коллоидныйAfter turning on the inductor of a moving magnetic field, the stirrer blades 3 are rotated to organize the circular motion of the dispersed particles of the ferromagnetic material. After the dispersion process is completed, the inductor, mixer, and the resulting colloidal

раствор или суспензию сливают. В стакан загружаетс нова порци компонентов. Цикл повтор етс .the solution or suspension is drained. A new portion of the components is loaded into the beaker. The cycle repeats.

Применение за вленного способа получени коллоидных растворов и суспензийThe use of the claimed method for producing colloidal solutions and suspensions

ферромагнитных материалов позвол ет значительно интенсифицировать процесс диспергировани частиц в растворе и за счет этого улучшить устойчивость коллоидного раствора или суспензии, а также снизитьferromagnetic materials can significantly intensify the process of dispersion of particles in solution and thereby improve the stability of a colloidal solution or suspension, as well as reduce

энергоемкость процесса диспергировани частиц ферромагнитного материала.energy intensity of the process of dispersing particles of a ferromagnetic material.

Данный способ испытывалс в лабораторных услови х. Была проведена обработка партии ферропорошка уРе20зThis method has been tested in the laboratory. The batch of ferro-powder URE20z was processed

(масса 200 г) в соответствии с предложенным способом. При этом наблюдалось увеличение количества отдельных частиц уРеаОз до 50% по массе (у исходного порошка 2-5%). При обработке у РеаОз (масса(weight 200 g) in accordance with the proposed method. In this case, an increase in the number of individual particles of UreaO3 up to 50% by mass was observed (in the initial powder, 2-5%). When processing at ReaOz (mass

200 г) по способу-прототипу наблюдаетс увеличение количества отдельных частиц всего до 13-15% по массе. Врем обработки в обоих случа х одинаково.200 g) according to the prototype method, an increase in the number of individual particles to a total of 13-15% by weight is observed. The processing time is the same in both cases.

Проведенные данные говор т о большей эффективности предлагаемого способа .The data reported indicate a greater efficiency of the proposed method.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing colloidal solutions and suspensions of ferromagnetic materials, comprising treating particles of the starting material in a dispersive medium with a moving magnetic field, characterized in that, in order to reduce

energy intensity of the process and increasing the degree of dispersion of particles, they are informed of the movement in the circumferential direction relative to the direction of the magnetic field strength vector.