حياة

كيفية جعل المغناطيس السائل

كيفية جعل المغناطيس السائل

المغناطيس السائل أو الفيروفلويد عبارة عن خليط غرواني من الجزيئات المغناطيسية (قطره حوالي 10 نانومتر) في حامل سائل. في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي ، يكون السائل غير مغناطيسي ويكون اتجاه جزيئات المغنتيت عشوائيًا. ومع ذلك ، عند تطبيق مجال مغناطيسي خارجي ، تتوافق اللحظات المغناطيسية للجسيمات مع خطوط المجال المغناطيسي. عند إزالة المجال المغناطيسي ، تعود الجزيئات إلى المحاذاة العشوائية. يمكن استخدام هذه الخصائص لصنع سائل يغير كثافته اعتمادًا على قوة المجال المغناطيسي والتي يمكن أن تشكل أشكالًا رائعة.

يحتوي السائل الحامل للفايروفلويد على مادة سطحية لمنع الجزيئات من الالتصاق معًا. يمكن تعليق مركبات الفيروفلويد في الماء أو في سائل عضوي. الفيروفلويد النموذجي هو حوالي 5 ٪ المواد الصلبة المغناطيسية ، 10 ٪ السطحي ، و 85 ٪ الناقل ، من حيث الحجم. يستخدم نوع واحد من الفيروفلويد الذي يمكنك استخدامه المغنتيت للجزيئات المغناطيسية ، وحمض الأوليك كخافض للتوتر السطحي ، والكيروسين كسائل حامل لتعليق الجزيئات.

يمكنك العثور على ferrofluids في السماعات الراقية وفي رؤوس الليزر لبعض مشغلات الأقراص المضغوطة وأقراص DVD. يتم استخدامها في أختام منخفضة الاحتكاك لمحركات الدوران الأختام والأختام محرك أقراص الكمبيوتر. يمكنك فتح محرك قرص كمبيوتر أو مكبر صوت للوصول إلى المغناطيس السائل ، ولكن من السهل جدًا (والمرح) أن تصنع الفيروفلويد الخاص بك.

01 من 04

المواد والسلامة

اعتبارات السلامة
يستخدم هذا الإجراء المواد القابلة للاشتعال ويولد الحرارة والأبخرة السامة. يرجى ارتداء النظارات الواقية وحماية البشرة ، والعمل في منطقة جيدة التهوية ، والتعرف على بيانات السلامة الخاصة بالمواد الكيميائية. Ferrofluid يمكن وصمة عار الجلد والملابس. يبقيه بعيدا عن متناول الأطفال والحيوانات الأليفة. اتصل بمركز مكافحة السموم المحلي إذا كنت تشك في الابتلاع (خطر التسمم بالحديد ؛ الناقل هو الكيروسين).

المواد

  • الأمونيا المنزلية
  • حمض الأوليك (يمكن العثور عليه في بعض الصيدليات ، والحرف ، ومحلات الأغذية الصحية)
  • PCB etchant (محلول كلوريد الحديديك) - من متجر للالكترونيات أو يمكنك صنع محلول كلوريد حديديك أو كلوريد حديدي أو يمكنك استخدام مسحوق الهيماتيت المغنتيت أو المغنطيسي إذا كان لديك أي من تلك المعادن المفيدة (الهيماتيت المغناطيسي هو معدن رخيص الثمن يستخدم في المجوهرات )
  • الصوف الصلب
  • ماء مقطرة
  • مغناطيس
  • كيروسين
  • مصدر الحرارة
  • 2 أكواب أو كوب قياس
  • محقنة بلاستيكية أو كوب الدواء (شيء لقياس 10 مل)
  • أوراق الترشيح أو مرشحات القهوة

ملحوظة

في حين أنه من الممكن إجراء بدائل للحمض الأوليك والكيروسين ، والتغييرات في المواد الكيميائية سوف تؤدي إلى تغييرات في خصائص الفيروفلويد ، بدرجات متفاوتة. يمكنك تجربة السطحي وغيرها من المذيبات العضوية. ومع ذلك ، يجب أن يكون السطحي قابل للذوبان في المذيب.

02 من 04

الإجراء لتوليف المغنتيت

تتكون الجسيمات المغناطيسية في هذا الفيروفلويد من المغنتيت. إذا لم تبدأ باستخدام المغنتيت ، فإن الخطوة الأولى هي إعداده. يتم ذلك عن طريق الحد من كلوريد الحديديك (FeCl3) في ثنائي الفينيل متعدد الكلور مخصب لكلوريد الحديد (FeCl2). ثم يتفاعل كلوريد الحديديك لإنتاج المغنتيت. عادة ما يكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور التجاري هو 1.5 متر من كلوريد الحديديك ، لإنتاج 5 غرامات من المغنتيت. إذا كنت تستخدم محلول مخزون من كلوريد الحديديك ، فاتبع الإجراء باستخدام محلول 1.5M.

  1. صب 10 مل من ثنائي الفينيل متعدد الكلور فانت و 10 مل من الماء المقطر في كوب زجاجي.
  2. إضافة قطعة من الصوف الصلب إلى الحل. خلط السائل حتى تحصل على تغيير اللون. يجب أن يصبح الحل أخضر ساطع (الأخضر هو FeCl2).
  3. قم بتصفية السائل من خلال ورقة الترشيح أو فلتر القهوة. الحفاظ على السائل. تجاهل مرشح.
  4. يعجل المغنتيت خارج الحل. إضافة 20 مل من pcb etchant (feCl3) إلى الحل الأخضر (FeCl2). إذا كنت تستخدم محاليل المخزون من كلوريد الحديديك والحديد ، فضع في اعتبارك FeCl3 و FeCl2 تتفاعل في نسبة 2: 1.
  5. ضجة في 150 مل من الأمونيا. المغنتيت ، الحديد3O4، سوف تسقط من الحل. هذا هو المنتج الذي تريد جمعه.

والخطوة التالية هي أخذ المغنتيت وتعليقه في محلول الناقل.

03 من 04

الإجراء الخاص بتعليق المغنتيت في الناقل

تحتاج الجسيمات المغناطيسية إلى أن تكون مطلية بمادة سطحية حتى لا تلتصق ببعضها البعض عندما تمغنط. أخيرًا ، سيتم تعليق الجزيئات المطلية في حامل بحيث يتدفق المحلول المغناطيسي مثل السائل. بما أنك ستعمل مع الأمونيا والكيروسين ، قم بإعداد الحامل في منطقة جيدة التهوية ، أو في الهواء الطلق أو تحت غطاء الدخان.

  1. تسخين محلول المغنتيت إلى ما دون الغليان.
  2. ضجة في 5 مل حمض الأوليك. الحفاظ على الحرارة حتى تتبخر الأمونيا (حوالي ساعة).
  3. انزع الخليط عن النار واتركه ليبرد. يتفاعل حمض الأوليك مع الأمونيا لتكوين أوليات الأمونيوم. تتيح الحرارة لأيون oleate بالدخول إلى المحلول ، بينما تهرب الأمونيا كغاز (ولهذا السبب تحتاج إلى تهوية). عندما يرتبط أيون oleate بجسيمات المغنتيت فإنه يتم تحويله إلى حمض الأوليك.
  4. إضافة 100 مل الكيروسين إلى تعليق المغنتيت المغلفة. حرك التعليق حتى يتم نقل معظم اللون الأسود إلى الكيروسين. لا يذوب في الماء حمض المغنتيت وحمض الأوليك ، في حين أن حمض الأوليك قابل للذوبان في الكيروسين. سوف تترك الجزيئات المطلية المحلول المائي لصالح الكيروسين. إذا قمت باستبدال الكيروسين ، فأنت تحتاج إلى مذيب بنفس الخاصية: القدرة على إذابة حمض الأوليك وليس المغنتيت غير المصقول.
  5. صب وحفظ طبقة الكيروسين. تجاهل الماء. المغنتيت زائد حمض الأوليك بالإضافة إلى الكيروسين هو ferrofluid.
04 من 04

أشياء للقيام بها مع Ferrofluid

Ferrofluid هو للغاية تنجذب بقوة إلى المغناطيس ، لذلك حافظ على حاجز بين السائل والمغناطيس (على سبيل المثال ، ورقة من الزجاج). تجنب رش السائل. يكون كل من الكيروسين والحديد سامين ، لذا لا تستوعب مادة الفيروفلويد أو تسمح بالتلامس مع الجلد (لا تحريكه بإصبع أو العب به).

فيما يلي بعض الأفكار المتعلقة بالأنشطة التي تنطوي على مغناطيس سائل الحديد. تستطيع:

  • استخدم مغناطيسًا قويًا لتعويم فلس واحد على سطح الفيروفلويد.
  • استخدم المغناطيس لسحب ferrofluid لأعلى جانبي الحاوية.
  • أحضر مغنطيسًا بالقرب من ferrofluid لرؤية المسامير الشكل ، باتباع خطوط المجال المغناطيسي.

استكشف الأشكال التي يمكنك تشكيلها باستخدام المغناطيس والفلوريد السائل. تخزين المغناطيس السائل الخاص بك بعيدا عن الحرارة واللهب. إذا كنت بحاجة إلى التخلص من الفيروفلويد في مرحلة ما ، فتخلص منه بالطريقة التي تتخلص منها من الكيروسين. إستمتع!

شاهد الفيديو: تحويل أي قطعة معدنية الى مغناطيس قوي وبسهولة how to make a magnet (يوليو 2020).