徑向磁場應用於塗佈技術之研究

Pattern of Ferrofluid in a Radial Magnetic Field and Applications in Coating Technology

楊詒翔(Yi-Shaing Yang)

指導教授 ： 陳慶耀

國立交通大學/工學院/機械工程系所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6842/NCTU.2009.00535

摘要

本文以實驗方法研究可互溶與不可互溶磁性流體系統於徑向磁場之界面不穩定的運動情形。不同於旋轉塗佈所使用的離心力使液體擴張，本文使用徑向磁場所產生的磁力使磁性液體擴張。實驗主要的目的是研究磁場強度與初始液滴大小對液滴擴張運動的影響。實驗架構是由薄層磁性液滴置於平板中心，使其與可互溶及不可互溶兩種非磁性溶液混合，並採用平面徑向磁場的作用使液滴產生變化。此種外觀之劇烈形態變化由一開始之未開啟磁場時所保持的圓形，轉變為磁場開啟後期之複雜的星形。本文採用多種液滴初始直徑以及三種主要不同之磁場強度。從這些實驗數據最後得出獨特的數據，可互溶液體面積增長在長期發展下維持4/3的指數關係（ΔA' ~ t '4 / 3）。本文之徑向磁場力學機制與旋轉塗佈之力學機制相似，徑向磁場之磁力與旋轉塗佈之離心力皆與徑向半徑r 成正比，所得之結果也有某種程度上之相似。

關鍵字

可互溶磁性流體 ； 徑向磁場 ； 塗佈

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Miscible ferrofluid ； Radial magnetic field ； Coating

參考文獻

[1] M. D. Cowley and R. E. Rosensweig, “The interfacial stability of a ferromagnetic fluid,” J. Fluid Mech., 30, 671(1967).

[2] L. Romankiw, M. Slusarczak and D. Thompson, “Liquid magnetic bubbles, IEEE Trans. Magnetics, vol. MAG-11, pp. R25(1975).

[3] C.-Y. Chen and L.-W. Lo, “Breakup of thin films of micro magnetic drops in perpendicular fields,” J. Magn. Magn. Mater. , 305, 2, 440(2006).

[4] R. M. Oliveira and J. A. Miranda, “Ferrofluid patterns in a radial magnetic field: Linear stability, nonlinear dynamics, and exact solutions, Phys. Rev. E 77, 016304(2008).

[6] A. J. Dickstein, S. Erramilli, R. E. Goldstein, D. P. Jackson, and S. A. Langer, “Labyrinthine Pattern Formation in Magnetic Fluids”Science 261, 1012(1993).