канд. техн. наук, доцент кафедры технологического оборудования и систем жизнеобеспечения, рук-ль конструкторского бюро «ТехМаш»
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Cand. Sci. (Eng.), associate prof. of the Department of technological equipment and life-support systems
350072, Krasnodar, Moskovskaya str., 2
докт. техн. наук, науч. сотр.
Dr. Sci. (Eng.), research scientist of Advanced Characterisation and Instrumentation Department
138634, # 08-03, Innovis, Fusionopolis Way, 2
Рассмотрен процесс плакирования микросферических частиц Fe3O4 в плотную оболочку наночастиц Al с помощью наложения вращающегося магнитного поля (ВМП) одинаково ориентированных постоянных магнитов (NN, SS). Представлена авторская установка для создания ВМП. Плакированные частицы магнетита использовали для формирования композиционного материала с плотноупакованной структурой. По полученным фотоматериалам описан переход массива частиц Fe3O4 из волокнистой диспергированной структуры в плотную упаковку при наложении ВМП. Получены спектры отражения, поглощения и ослабления электромагнитного излучения композиционных материалов с частицами формата «ядро–оболочка» для различных толщин материала. Установлен минимум коэффициента отражения на уровне –4,5 дБ. Сравнительный анализ спектров ослабления показал, что при наличии оболочки Al-наночастиц на микросферических частицах Fe3O4 в композиционном материале данный показатель снижается, в отличие от частиц без оболочки. Для объяснения спектров отражения и поглощения развивается гипотеза о влиянии плотности поверхностных зарядов в наслаиваемой оболочке на изменение намагниченности частиц Fe3O4. Представленный способ плакирования микрочастиц Fe3O4 наночастицами Al с помощью вращающегося магнитного поля позволяет создавать композиционные материалы большого размерного ряда для широкого спектра применений. Возможность формирования структуры укладки магнитоуправляемых частиц на базе разработанных установки и методики открывает новые перспективы в различных областях науки – от микроэлектронной техники до создания регулируемой фильтрации с помощью вращательного магнитного поля.
The paper focuses on the process of microspherical Fe3O4 particle cladding into a dense shell of Al nanoparticles using a rotating magnetic field (RMF) of uniformly oriented permanent magnets (NN, SS). The author’s unit for generating a rotating magnetic field is presented. Coated magnetite particles were used to form a composite material with a close-packed structure. The transition of an array of Fe3O4 particles from a fibrous dispersed structure to a dense packing upon applying a rotating magnetic field is described according to obtained photo materials. The spectra of reflection, absorption and attenuation of electromagnetic radiation of composite materials with «core–shell» particles are obtained for various material thicknesses. The minimum reflection coefficient is set at –4.5 dB. According to the comparative analysis of attenuation spectra, this indicator decreases in the presence of an Al nanoparticle shell on microspherical Fe3O4 particles in the composite material in contrast to particles without a shell. To explain the reflection and absorption spectra, we develop a hypothesis about the effect of the surface charge density in the layered shell on the change in the of Fe3O4 particle magnetization. The presented method of cladding Fe3O4 microparticles with Al nanoparticles using a rotating magnetic field makes it possible to create composite materials of a large size range for a wide range of applications. The possibility of forming a structure of magnetically controlled particle arrangement based on the developed unit opens up new prospects in various fields of science – from microelectronic technology to the creation of controlled filtration using a rotating magnetic field.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.