НОВІ МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ФІЛЬТР-МАТРИЦЬ МАГНІТНИХ ФІЛЬТРІВ

Особливістю феритових гранульованих фільтр-матриць, як показують результати досліджень, є різке збільшення величини середньої індукції магнітного поля в об’ємі матриці в незначних за величиною зовнішніх магнітних полях [1]. Так при напруженості Н магнітного поля (0,1-0,2)·10⁵ А/м. індукція В магнітного поля складає (0,2-0,3) Тл, а магнітна проникність 20-12, що є значними величинами в таких полях.

Поєднання магнітних властивостей феритової і феромагнітної фільтр-матриць представляє науковий і науково-практичний інтерес.

Для гранульованих феромагнітних матриць характер залежностей індукції поля від напруженості зовнішнього магнітного поля В=f(Н) відрізняється від такої ж залежності для феритової матриці. В полях напруженістю (0,1-0,2)·10⁵ А/м для феромагнітної матриці величина індукції поля складає (0,1-0,2) Тл, тобто менша в 1,5-2 рази в порівнянні з феритовою матрицею, магнітна проникність складає 8,8-8,6. В полях (0,2-0,5)·10⁵ А/м величина індукції поля складає (0,2-0,5) Тл, що в 1,25 рази більше за індукцію поля у феритовій матриці. При напруженості поля (0,6-0,8)·10⁵ А/м, індукція у феромагнітній матриці складає (0,55-0,7) Тл, що в 1,3 рази більше, ніж у феритовій, при таких же параметрах.

На основі поєднання магнітних властивостей феритової і феромагнітної фільтр-матриць запропонована композиційна ферито-феромагнітна фільтр-матриця, частину гранул якої складають феромагнітні гранули, а частину – гранули фериту [2]. Співвідношення гранул будемо характеризувати коефіцієнтом α=m_к/m_ф, де m_к – маса феромагнітних гранул,  m_ф – маса гранул фериту.

За відомою методикою виконані експериментальні вимірювання з визначення величини середньої індукції магнітного поля і залишкової намагніченості ферито-феромагнітної матриці при різних значеннях відношення маси феромагнітних гранул до маси феримагнітних гранул (α=m_к/m_ф). Величину α змінювали від 0,214 до 5,49. Напруженість зовнішнього магнітного поля змінювали в широкому діапазоні (5-265 кА/м).

Рис.1  Криві намагнічування зразків ферито-феромагнітної фільтр-матриці при різних значеннях коефіцієнта α=m_к/m_ф, m_к – маса феромагнітних гранул; m_ф – маса феритових гранул. 1 – гранули фериту; 2 – α=0,214; 3 - 0,44; 4 - 0,869; 5 – 1,669; 6 – 3; 7 – 5,49; 8 – кульки з сталі ШХ-15; 1’-8’ – криві магнітної проникності.

Розшарування кривих 1,2,3 (рис.1) починається при Н≥50 кА/м. Для кривих 4 і 5 відповідно α₄=0,869 і α₅=1,669. Видно, що розшарування починається при Н≥160 кА/м. В матрицях з α₆=3,0 і α₇=5,49 в полях напруженістю до 75 кА/м величина середньої індукції однакова. За магнітними властивостями, в полях напруженістю більше 75 кА/м, досліджувані зразки фільтр-матриць відрізняються на значну величину. Так для зразка (α₂=0,241) при Н=75 кА/м, величина В складає 0,37 Тл, для зразків (α₆=1,669, α₇=5,49), при Н=75 кА/м, величина В=0,59, що в 1,59 рази більше.

В полі напруженістю 150 кА/м (рис.1), величина середньої індукції В в зразку фільтр-матриці (α₇=5,49) більша, ніж індукція для (α₂=0,214) в 1,6 рази, і складає 0,76 Тл для зразку №7. Аналізуючи криві намагнічування (рис.1) зазначимо, що розшарування кривих і значна різниця величини В спостерігається в зразках 6,7,8 в порівнянні з зразками 1,2,3,4,5 (особливо в полях Н>75 кА/м).

При очищенні багатоконцентрованих (сильноконцентрованих) водних середовищ, в яких феровмісні домішки мають яскраво виражені феромагнітні властивості, наприклад, виробничих конденсатів ТЕЦ, раціонально використовувати ферито-феромагнітну матрицю з (m_см-m_ш)/m_см більше 0,5. В такій матриці збільшується відносна маса феритових гранул, відповідно загальна маса матриці зменшується. При очищенні малоконцентроавних технологічних вод ТЕЦ, АЕС з вмістом високодисперсних феровмісних домішок, раціонально використовувати матрицю з (m_см-m_ш)/m_см<0,5, -="" p="">

Список літератури:

1. Гаращенко В.І. Магнітні властивості антиферомагнітних фільтруючих матеріалів //Гаращенко В.І., Гаращенко О.В.// Міжнародна конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики „Еврика-2009”. 20-22 травня 2009р.: тези доповіді. – Львів., 2009. - С.11.

2. Garashchenko V.I. The Precipitation of the Dispersed Phase of Liquid Medium Impurities in a Magnetized Ferrito–Ferromagnetic Nozzle / V.I. Garashchenko, A.V. Garashchenko, A.P. Luk’yanchuk // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2012, Vol. 86, No. 4, pp. 685–688.