磁性流体の磁場制御に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02302042
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 神山 新一 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)
• 研究分担者: 土井 正男 名古屋大学, 工学部, 教授 (70087104) ; 山崎 尭右 高知大学, 農学部, 教授 (00036724) ; 山根 隆一郎 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016424) ; 小池 和雄 東北学院大学, 工学部, 助教授 (20108575) ; 棚橋 隆彦 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (70051638)
• キーワード: 磁性流体 / 磁場 / 熱磁気対流 / 管内流 / 微粒子 / レオロジ- / 熱伝達 / 不安定性

研究概要

昨年度に引き継ぎ、研究グル-プを(1)磁性流体の物性に関する研究、(2)力学に関する研究、(3)応用面の開発研究の3グル-プに分けて、研究を進め、年3回の研究連絡会と1回の研究発表会を開催し、研究計画の調整および研究発表に対する討議を行った。
まず(1)の物性に関する研究では、従来から開発されている磁性流体に比べ飽和磁化が3〜4倍も高い窒化鉄粒子を含む磁性流体の耐熱性、耐酸化性が調べられ、窒素ガスのような不活性雰囲気中あるいは、その密封系であれば安定な状態を保って使用できることが明らかにされた。また、分散粒子表面に界面活性剤を用いないイオン性磁性流体の開発も進められ、その分散性、粒子表面の水力学的特性が調べられた。
(2)の力学に関する研究では、磁場の作用下で微粒子が一部凝集してクラスタ-を形成することについての詳細な検討が行われた。また、そのミクロな粒子の振舞いを考慮し、磁性流体の力学を記述する支配方程式の確立を目指しての研究が進められた。その他、磁性流体の界面の変形、磁性流体液滴の流体界面への衝突、さらに感温磁性流体の強制対流熱伝達や沸騰熱伝達などの伝熱制御の研究が新たな展開をみせた。
(3)の応用研究では、ダンパ-、アクチュエ-タ、磁性流体研磨装置、さらに沸騰現象の磁場制御を活用したヒ-トパイプやエネルギ-変換システムなどの応用開発に向けての研究が行われた。
平成3年12月9日〜10日に開催された磁性流体の研究発表会では21件の研究発表が行われた。また、平成4年7月20日〜24日にパリで開催される第6回磁性流体国際会議には、本研究組織を中心として日本から24件の研究発表が予定されている。

研究成果

• [文献書誌] Shinichi,Kamiyama: "Ocillatory Flow of Magnetic Fluid in a Strong Magnetic Field" Proc.of 6th Intern.Conference on Magnetic Fluids,Paris,. (1992)
• [文献書誌] Yasushi,Ido: "Constitutive Equations of Micropolar Viscoelastic Magnetic Fluids" Electromagnetic Force and Applications,Elsevier. 99-102 (1992)
• [文献書誌] Susamu,Taketomi: "Experimental and Theoretical Investigations on Agglomeration of Magnetic Colloidal Particles in Magnetic Fluids" J.Phys.Soc.Jpn.60. 1689-1707 (1991)
• [文献書誌] 大久保 雅章: "半導体レ-ザと光ファイバを用いた磁性流体の局所流速測定法" 日本機械学会論文集(B編). 57. 3278-3284 (1991)
• [文献書誌] 須藤 誠一: "磁性液滴と液体自由表面の衝突" 日本機械学会論文集(B編). 57. 1277-1283 (1991)
• [文献書誌] Toshio,Aihara: "Numerical Evaluation of the Physical Properties of Magnetic Fluids Sutable for HeatーTransfer Control," Proc.Oji Int.Seminer on Advanced Heat Transfer・in Manufacturing and Processing of New Materials. 1/1-1/18 (1990)
• [文献書誌] Noritsugu,Umehara: "Magnetic fluid grinding of ceramic rollers" Int.J.Appl.Elect.in Mat.,No.2(suppl.). 139-142 (1992)
• [文献書誌] Isao,Nakatani: "IonーNitride Magnetic Fluids Prepared by Plasma CVD Technique and Their Magnetic Properties" J.Mag.Mag.Mat.85. 11-13 (1990)