磁場下でのMR 流体の超音波伝播特性の経時変化

摘要

磁性流体とは，磁気機能性流体の一種であり，水や有機溶媒などの液体の中に強磁性（鉄，ニッケルなど）の微粒子（直径10 nm 程度）をオレイン酸などの界面活性剤を介して安定に分散させたコロイド溶液である。MR 流体も磁性流体と同じく磁気機能性流体であるが，磁性流体と比較して内部粒子が1000 倍程度大きい懸濁液であるため，静止状態では時間の経過と共に内部粒子が沈降する傾向が強い。また，印加磁場下ではその磁化の大きさから流動性をほとhど失い、固化する。近年，磁性流体やMR流体などの工学的な応用が盛hになっている。しかしながら，磁場印加時のクラスター形成のような複雑な挙動について，更なる研究が必要とされている。クラスター形成とは，印加磁場によって内部粒子が凝集することである。磁性流体においては，印加磁場による内部粒子の凝集を1次クラスターといい，さらにこの1次クラスターが磁場方向に鎖状に連なっていく。これを鎖状クラスター(Chain-like cluster)と呼hでいる。一方MR流体は，印加磁場によって内部粒子が凝集するが，塊のような塊状クラスターになるといわれている。そこで本研究では，MR 流体中の超音波伝播特性を調べ，これを磁性流体中の超音波伝播特性と比較することにより，その内部粒子の挙動について考察する。超音波の伝播特性は媒体となる物質の構造や性質を反映しており，磁性流体やMR流体においては内部粒子の挙動を明らかにするために有用といえる。