摘要
2016年1月21日收到
图像
图1 29号悬浮液中观察到的各种现象- -eGaIn中铁颗粒的直径（体积分数） 并施加具有峰值大小的恒定非均匀磁场 在面板中给出。 （a） 电子GaIn( ). （b） 暂停 ，与纯eGaIn类似。 （c） 屈服应力出现在 液固转变以上 （d）Rosensweig不稳定性。 （e） 磁流变效应。 （f） 面板（d）和（e）的组合效应。 在拍照前不久，用HCl冲洗面板（a）–（f）中的样品，以去除氧化，在一些照片中可以看到少量残留的HCl。 面板之间的虚线分隔液态和固态（即屈服应力为零和非零的状态）。 液态金属状态看起来有光泽，因为它们具有导电性，并且由于液体的表面张力，表面光滑，表面积最小。 由于颗粒穿透液-气界面，固态看起来粗糙而不那么光亮。 它们还具有屈服应力，阻止它们流动以获得最小的表面积。 （g） 暴露在没有HCl的空气中的样品，HCl会氧化，导致其看起来很脏并产生屈服应力。 （h） 悬浮液在HCl中储存数周后，样品趋向于形成多孔固体结构； 通过添加更多的HCl并摇晃样品，可以恢复液态。 重用权限（&P） 图2 样品长期浸泡在HCl中的pH值。 方形开口：铁颗粒。 随着时间的推移，pH值增加，溶液变绿，原因是产生了 （图片会显示几次）。 之后 垂直虚线表示，在HCl中浸泡后，颗粒不再悬浮在eGaIn中。 实心圆：暂停 eGaIn中的铁颗粒。 pH在28天内保持恒定（虚线表示初始pH），表明液态金属至少部分保护铁颗粒不受HCl的影响，使颗粒保持悬浮状态而不会长时间降解。 重用权限（&P） 图5 屈服应力 eGaIn中各种颗粒混合物的悬浮液（见关键）作为体积分数的函数 .星形符号：eGaIn中的铁粒子悬浮 在氩气气氛中，而不是在HCl浴中。 垂直实线：液固转变值 每种混合物。 虚线：每种混合物的每种液体和固体状态都有单独的指数拟合，它们在附近相交 . 重用权限（&P） 图6 粘度 eGaIn中各种粒子混合物的悬浮液（见图例）作为体积分数的函数 .水平虚线： 对于纯eGaIn( ). 通过在10%铁颗粒（系列10%Fe）的固定体积分数下调整非磁性锌颗粒的体积分数/( -10%）锌）， 在不改变磁化率的情况下增加了160倍 . 重用权限（&P） 图7 剪切应力 在固定剪切速率下 （近似屈服应力）作为磁场的函数 ，表征悬浮液的磁流变（MR）效应 eGaIn（系列）中的铁颗粒 ). 实线：幂律拟合指数为2的数据。 将贴合度外推至更低 MHD实验中的预期值表明，与水动力剪切应力相比，MR效应产生的屈服应力可以忽略不计。 重用权限（&P） 图10 根据磁雷诺数，MLM可访问的参数范围 和雷诺数Re.符号：根据 , 、和 对于不同的 来自图 6 , 8 、和 9 对于键中列出的样本系列，假设流速 m/s和 m.黑色轮廓区域：可使用上述悬浮参数访问的参数范围，并将流速控制在该范围内 米/秒。红色区域：通过上述悬架参数和控制可访问的参数范围 米/秒 m、 与马里兰州钠设施的规模相对应[ 9 ]. 实线：液态钠 , 米/秒，以及 米[ 9 ]. 绿色轮廓区域：等离子体实验建议的参数范围[ 43 ]. 直接数值模拟和等离子体实验仅限于虚线下方的层流区( ). 对于 （虚线），预计无明显MHD影响。 箭头表示通过调整相应的标记变量可以在参数空间中移动的方向。 MLM可以调整为访问参数空间的两个维度，跨越湍流和层流状态，并达到更高的 相同尺寸的钠。 重用权限（&P）