Хайруллин М.Ф.

Исследование диэлектрической проницаемости магнитореологических
эластомеров в магнитных полях
Хайруллин Марат Фаизович1
Студент
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
физический факультет, Москва, Россия
E-mail: Khajrullin@gmail.com
Магнитореологические эластомеры (магнитоэластики) - это магнитоуправляемые
композиционные материалы, способность которых изменять размеры, упругие свойства
и другие физические параметры в магнитном поле открывает большие возможности для
их широкого применения [1]. Обычно магнитоэластики состоят из упругой матрицы, в
которой распределены магнитные частицы. Меняя концентрацию частиц, параметры
частиц и матрицы, можно получить магнитоэластики с различными свойствами [2].
В настоящей работе представлены результаты исследования влияния магнитного
поля на величину диэлектрической проницаемости магнитоэластиков. Были изучены
свойства образцов на основе магнитных частиц Fe с концентрацией 40-77 масс. %. в
различных магнитных полях при различных взаимных ориентациях магнитного и
электрического полей. Величина диэлектрической проницаемости определялась по
результатам измерения емкости плоского конденсатора, заполненного магнитоэластиком.
Обнаружено изменение диэлектрической проницаемости магнитоэластика с ростом
напряженности магнитного поля - при изменении поля от 0 до 5400 Э проницаемость
увеличивается в полтора раза. Наблюдается анизотропия эффекта - при ориентации
образца параллельно полю эффект меняет знак и проницаемость уменьшается.
Исследована частотная зависимость проницаемости (Рис.1) в диапазоне частот от 1 до
200 кГц. На полевой зависимости диэлектрической проницаемости наблюдается
гистерезис (Рис.2). В полях близких к максимальным достигается насыщение, причем
для образцов с меньшим содержанием магнитных частиц насыщение достигается в
меньших полях.
Магнитоэластики с наблюдаемыми свойствами могут быть применены при создании
различных устройств с магнитоуправляемыми параметрами.
5360 Oe
5040 Oe
4460 Oe
4000 Oe
3840 Oe
3040 Oe
2510 Oe
2009 Oe
1516 Oe
1044 Oe
512 Oe
0 Oe
5,2
5,0
4,8

4,6
4,4
4,2
4,0
3,8
0
70000
140000
frequency,диэлектрической
Hz
Рис.1: Зависимость
проницаемости магнитоэластика от
частоты при различных значениях
магнитного поля.
Образец 65М, частота 10кГц.
5,6
5,4
5,2
5,0
4,8
4,6

5,4
4,4
намагничивание
размагничивание
4,2
4,0
3,8
3,6
0
1000
2000
3000
4000
5000
H, Oe
Рис.2: Зависимость диэлектрической
проницаемости от величины магнитного
поля. Частота 10 кГц.
Работа поддержана грантом РФФИ 11-02-00906-а.
Автор выражает признательность научному руководителю доценту, к.ф.-м.н. Н.С. Перову за помощь в
подготовке тезисов.
1
Литература
1. Chertovich, A. V. Stepanov, G. V. Kramarenko, E. Y. Khokhlov, A. R. “New
Composite Elastomers with Giant Magnetic Response”, Macromolecular materials and
engineering 2011, 357, 767–770.
2. L. Kubisz , A. Skumiel, E. Pankowski, Dorota Hojan-Jezierska. Magnetically induced
anisotropy of electric permittivity in the PDMS ferromagnetic gel. Journal of NonCrystalline Solids 2010, 295, 336–341.