磁性顆粒在磁場(chǎng)作用下發(fā)生的定向遷移現(xiàn)象稱之為磁泳。以往只有具有磁性的物質(zhì)才可以通過磁泳技術(shù)進(jìn)行非接觸式操控,但是隨著磁性液體的出現(xiàn),對(duì)非磁性物質(zhì)的磁操控逐漸成為了可能。在微流動(dòng)技術(shù)、生命科學(xué)和化學(xué)分析工程領(lǐng)域經(jīng)常需要對(duì)液滴或非磁性顆粒進(jìn)行非接觸式操控和分離等操作。磁場(chǎng)由于不需要與樣本對(duì)象直接接觸,不會(huì)對(duì)操控對(duì)象有充電加熱等影響,是一種非常理想的操控方式。鑒于微質(zhì)量液體和磁性液體中非磁性物質(zhì)的磁操控在微流動(dòng)技術(shù)中的潛在應(yīng)用,本文對(duì)磁性液體中氣泡和液體表面上磁性液體彈珠在磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)特性做了理論和實(shí)驗(yàn)研究,旨在探索磁場(chǎng)對(duì)磁性和非磁性物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)影響,拓展磁性液體的應(yīng)用,同時(shí)針對(duì)液體彈珠這一特殊對(duì)象,希望可以提供一種新的微質(zhì)量液體定向輸送方法。本文用磁荷理論推導(dǎo)了磁場(chǎng)作用下磁性物質(zhì)和磁性液體中非磁性物質(zhì)受到的磁場(chǎng)作用力計(jì)算公式,只有當(dāng)物體與其周圍介質(zhì)存在磁化強(qiáng)度之差時(shí)才會(huì)受到磁體積力的作用。磁場(chǎng)作用下物體受到的磁體積力與物體和其周圍介質(zhì)之間的磁化強(qiáng)度之差和磁場(chǎng)梯度成正比。磁性液體中非磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)中受到的磁體積力非常微弱,加之磁性液體為黑色不透明的膠體溶液,常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件下很難觀測(cè)到磁場(chǎng)引起... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 磁性液體與磁操控技術(shù)
    1.2 磁性液體中氣泡的運(yùn)動(dòng)
    1.3 液體彈珠及其操控
        1.3.1 液體彈珠的特性
        1.3.2 液體彈珠的操控
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究目的與意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 理論模型
    2.1 顆粒在磁場(chǎng)作用下受到的磁體積力
        2.1.1 磁體積力與磁場(chǎng)參數(shù)的關(guān)系
        2.1.2 磁化強(qiáng)度理論
    2.2 磁場(chǎng)作用下磁性液體中氣泡運(yùn)動(dòng)模型
        2.2.1 磁場(chǎng)對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)速度的影響
        2.2.2 磁場(chǎng)對(duì)磁性液體中氣泡形狀的影響
    2.3 磁場(chǎng)作用下液體表面磁性液體彈珠的運(yùn)動(dòng)模型
        2.3.1 液體表面上液體彈珠的浮動(dòng)原理
        2.3.2 磁場(chǎng)作用下浮動(dòng)磁性液體彈珠的運(yùn)動(dòng)速度
    2.4 磁偶極子模型與磁場(chǎng)引發(fā)顆粒之間的相互作用
        2.4.1 等效磁偶極子模型
        2.4.2 磁場(chǎng)引發(fā)顆粒之間的相互作用力
    2.5 本章小結(jié)
第三章 磁場(chǎng)作用下磁性液體中氣泡運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法
        3.1.1 磁性液體的制備
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.1.3 磁場(chǎng)設(shè)計(jì)與測(cè)量
        3.1.4 圖像處理方法
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.1 磁場(chǎng)對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)速度的影響
        3.2.2 磁場(chǎng)引發(fā)氣泡及顆粒之間的相互作用
    3.3 本章小結(jié)
第四章 磁場(chǎng)作用下浮動(dòng)磁性液體彈珠運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法
        4.1.1 磁性液體彈珠的制備
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.1.3 線圈結(jié)構(gòu)與磁場(chǎng)
        4.1.4 圖像處理方法
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 浮動(dòng)液體彈珠靜力學(xué)分析
        4.2.2 磁場(chǎng)作用下浮動(dòng)磁性液體彈珠的運(yùn)動(dòng)速度
        4.2.3 磁場(chǎng)引發(fā)磁性彈珠之間相互作用
    4.3 液體表面磁性液體彈珠磁操控實(shí)驗(yàn)嘗試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄: 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]垂直圓管氮?dú)?磁性液體兩相流電磁感應(yīng)現(xiàn)象[J]. 施東曉,畢勤成,何永清.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2012(08)
[2]液體彈珠及其研究進(jìn)展[J]. 閆超,李梅,路慶華.  化學(xué)進(jìn)展. 2011(04)



本文編號(hào)：2979325