Prof. Dr.-Ing. habil. Arnim Nethe

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Dr. Arnim Nethe

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Forschung

Magnetische Flüssigkeiten - Ferrofluide

Aufbau von Ferrofluiden

Magnetische Flüssigkeiten sind stabile, kollidiale Suspensionen aus magnetisierbaren Teilchen und einer Trägerflüssigkeit. Die Magnetteilchen werden dazu bei der Herstellung durch grenzflächenaktive Stoffe (Tenside) derart modifiziert, dass sie eine ähnliche Struktur aufweisen, wie ihre Trägerflüssigkeit, dabei haben die Teilchen einen Mindestabstand von 5 nm (doppelte Tensidschichtdicke). Das ist neben der Größe der Teilchen (bis etwa 20 nm) die Grundvoraussetzung, um ein Entmischen zu verhindern. Studien belegen, dass eine Magnetisierung der Kerne strukturbedingt nur ab einer Teilchengröße von 2 nm möglich ist.

Aufbau von Ferrofluiden mit Magnetkern, Tensidmantel und Trägerflüssigkeit
Aufbau von Ferrofluiden mit Magnetkern, Tensidmantel und Trägerflüssigkeit

Hydrophobes Magnetteilchen mit einer einfachen TensidhülleHydrophiles Magnetteilchen mit einer doppelten Tensidhülle
Hydrophobes Magnetteilchen mit einer einfachen TensidhülleHydrophiles Magnetteilchen mit einer doppelten Tensidhülle

Als Material für die Magnetteilchen wird am häufigsten Magnetit (Fe3O4), Maghemit (γ-Fe2O2), Kobalt (Co), Eisen (Fe) oder Eisennitrid (FexN) eingesetzt, aber es sind auch andere magnetische Legierungen anzutreffen. Die seit jüngster Zeit untersuchten Metallkerne (Fe, Co, FeCo) sind recht vielversprechend. Bei der Trägerflüssigkeit handelt es sich meist um Kohlenwasserstoffe (Oktan, Petroleum, Öle u.ä.) und ihre Verbindungen (z.B. Fluorkohlenwasserstoffe) oder auch Wasser.

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