6.1. Магнитные поля

Ранее уже говорилось о том, что для повышения управляемости технической системы, ее динамичности можно использовать магнитное поле, то есть перейти от простого веполя к феполю.

В вепольной форме это выглядит так:

Магнитное поле Пм действует на ферромагнитные частицы В2, управляющие    веществом В1. Иногда действие осуществляется че­рез внешнюю среду Вз. Такие системы получили название феполей.

Перемещение элементов – главное назначение феполей.

Феполи весьма разнообразны. Объясняется это тем, что каждый элемент, входящий в общую формулу феполя, может иметь множество разных значений. Так, частицы В2 могут отличаться по размерам, форме, материалу, расположению и т. д. В3 - по составу, агрегатному состоянию, способу взаимодействия с В2. Из­делие B1 вообще может быть любым, тут мыслимы бесчисленные варианты. Но при всей многоликости феполей действие В2 (или сочетания В2 и В3) на изделие B1 почти всегда включает переме­щение. Простейший пример: для транспортировки немагнитных деталей в них засыпают ферромагнитный порошок (а. с. 751778). Постепенное уменьшение частиц — одна из главных тенденций в развитии фепольных систем.

Пример. Для декоративной отделки глиняных изделий поверхность обрабатывают смесью феррозерен и красителя; с помощью феррозерен краситель буквально вгоняют в изделие, после чего зерна извлекают магнитным полем. Такое же решение реализовано в Японии для безводной и непрерывной окраски тканей. Поскольку ткань — более деликатный материал, чем глина, японцы применяют не зерна, а мелкий порошок (а. с. 535258).

Обратное применение: сделать подвижное неподвижным. В защитное порошкообразное покрытие, применяемое при сварке, добавлены феррочастицы. В магнитном поле такой порошок не улетает даже при ветре в 8 баллов.

Особый случай передвижения – ориентирование: изделия остаются на месте, но поворачиваются. При изготовлении шлифовального инструмента надо расположить алмазные зерна, имеющие форму пирамидки, вершиной вверх. Для этого наносят на зерна тонкий слой феррочастиц (патент Франции 2299122). Дру­гой пример: ориентация отрезков проволоки при изготовлении сталеиглобетона (а. с. 464449, а. с. 647425, а. с. 718268).

Обработка поверхностей. Феррочастицы, передвигаясь, способны шлифовать и поли­ровать поверхность изделий (патент Франции 1499276).

Если магнитное поле достаточно сильно, феррочастицы очищают поверхность от окалины (а. с. 333993) или накипи (а. с. 625124).

Разогнав феррочастицы еще сильнее, можно «обкатывать» различные зерна. Пример: способ овализации хрупких зернистых материалов (а. с. 319460).

Обратное применение: феррочастицы облепляют намагни­ченную деталь, например задвижку, защищая ее поверхность от абразивного действия внешней среды (а. с. 529327).

Создание напряжений, деформаций, дробление. Введя феррочастицы внутрь изделия, можно управлять на­пряжениями и деформацией. Простейшие примеры: ферропорошок внутри пластмассовой модели при изучении поведения детали (а. с. 263240) и ферронаполнитель при гибке труб (а. с. 523742).

Деформировать изделие можно и действуя сна­ружи (ферропорошковый способ бесфильерного волочения прово­локи по а. с. 499912).

Феррочастицы, колеблющиеся или вращающиеся в магнит­ном поле, используют для дробления мелких подвижных объек­тов — зерен, частиц, капель и т. п. (а.с. 387570, 413170 и др.).

Обратное применение: феррочастицы, введенные в различ­ные материалы, существенно повышают их прочность. Примеры: ферроцемент для изготовления свай (а. с. 294928 и 503982), состав для крепления наполняющих колонок штампов (а. с. 157656).

Переход через точку Кюри. Возможности применения феполей в задачах на измерение и обнаружение значительно расширяются, если использовать переход феррочастиц через точку Кюри. По а. с. 307283 для определения тепловых свойств аппаратов с мелкодисперсной твердой фазой вводят феррочастицы и определяют, где и когда происходит исчезновение магнитных свойств. В а. с. 607592 предложено метить различные материалы феррочастицами с различной точкой Кюри.

Резюмируя, можно дать следующий перечень применения магнитных полей.

·  перемещение тел (преимущественно зернистых, сыпучих, жидких), управление потоками;

·  фиксация сыпучих веществ;

·  ориентирование мелких объектов;

·  фильтрация;

·  разделение смесей;

·  очистка и обработка поверхностей;

·  защита поверхностей от абразивного воздействия;

·  управление напряжением, деформация, формообразование;

·  дробление мелких подвижных объектов;

·  повышение прочности веществ;

·  изготовление рассыпающихся устройств, например литейных форм;

·  индикация труднообнаруживаемых объектов, контроль за перемещением;

·  различные измерения, например, вязкости, температуры.