水基铁磁流体磁致凝聚行为的三维耗散粒子动力学研究  

Agglomeration of aqueous ferrofluid subjected to the magnetic field by 3-D dissipative particle dynamics simulation

作　　者：王士彬[1,2] 杜林[1] 孙才新[1] 林森[3] 杨勇[1] 

机构地区：[1]重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044 [2]重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆400050 [3]重庆市电力公司江北供电局,重庆401147

出　　处：《功能材料》2011年第2期298-301,共4页Journal of Functional Materials

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2009CB724504);重庆市自然科学重点基金资助项目(2007BA2002);输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主资助项目(2007DA10512708302)

摘　　要：用耗散粒子动力学方法对铁磁流体在外加恒定磁场作用下的凝聚行为进行了三维模拟。基于Flory-Huggins相混理论得到包括磁性颗粒珠子间的通常意义上的相互作用参数;利用Ewald方法把单磁畴结构的磁性颗粒长程的磁性相互作用转换成短程加和形式,从而得到磁偶极子的磁性相互作用参数。模拟结果表明,外加磁场强度是形成凝聚结构的关键因素,其大小决定凝聚柱状结构的直径、长度和密度等性质;铁磁流体中磁性颗粒数目百分比高对于柱状结构的形成有利,磁性珠子中的铁磁颗粒拓扑增加会提高凝聚的几率。Based on the coarse graining model of ferrofluid,dissipative particle dynamics simulations are performed in three-dimensional space to investigate the morphological characters and the distribution of agglomeration.Interaction parameters of components in ferrofluid are calculated by Flory-Huggins solution theory.The long-range interactions of magnetic nanoparticles are solved by ewald summation method.The simulation results show that no ordering microstructure is observed in ferrofluid when there is no magnetic field.The length and the diameter of chain-like agglomeration increase with strengthening the magnetic field.More chain-like agglomeration formats with higher concentration of magnetic nanoparticles and the length added as the concentration and the diameter of nanoparticles increase.

关 键 词：铁磁流体 耗散粒子动力学 恒定磁场 凝聚行为 

分 类 号：O648[理学—物理化学] TB383[理学—化学]