計算機(jī)實時在線采集了2種磁性液體及白油液膜拉脫過程中電壓隨時間的變化曲線，如圖4所示。從圖4可看到，3種液體的電壓變化規(guī)律一致，圖中F和G兩點是液膜破裂前后瞬間的電壓值，片狀吊環(huán)的內(nèi)外徑分別為33.10mm和34.69mm，根據(jù)（6）式即可計算出液體的表面張力。室溫（20±0.5）℃時各液體的表面張力見表2.7#白油的表面張力大于磁性液體，這主要是因為表面活性劑的加入降低了液體的表面張力。當(dāng)22mT的磁場作用于磁性液體時，磁性液體的表面張力增加，這主要是因為無外加磁場作用時，各磁性顆粒的磁矩方向雜亂無章，互相抵消，磁性液體不顯示宏觀磁性。當(dāng)外加磁場作用于磁性液體時，且磁場方向平行于切線方向的磁性液膜時，各磁性顆粒的磁矩方向轉(zhuǎn)向外加磁場方向，外加磁場增強(qiáng)了磁偶極子之間的相互作用，導(dǎo)致磁性液體的表面張力增加。

圖4力敏傳感器電壓隨時間變化曲線

表2磁性液體及7#白油表面張力

4、液膜拉脫過程受力分析

根據(jù)受力情況將圖4的液膜拉脫過程電壓變化曲線分為6個階段，圖5為液膜拉脫過程方框圖，不同階段片狀吊環(huán)的受力情況不同，電壓變化值也不同，在液膜破裂前后瞬間，忽略液膜的重力，表面張力與重力方向完全一致，此時F=mg+f1+f2,可得到液體的表面張力。由圖4發(fā)現(xiàn)，不同液體在EF階段的電壓變化情況不同，無外加磁場作用時2F號磁性液體在EF階段存在轉(zhuǎn)折點Q,越過轉(zhuǎn)折點，QF階段電壓變化較平緩，且表面張力越??；而7#白油和1F磁性液體并未出現(xiàn)此現(xiàn)象。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是7#白油和1F磁性液體表面張力較大，當(dāng)液膜被拉脫到一定程度時，很快破裂；而2F號磁性液體由于表面張力較小，液體分子與分子之間的作用力減弱，宏觀表現(xiàn)為拉脫的液膜更長，液膜在空氣中會存在一段時間，此時液膜質(zhì)量很小，可忽略不計，電壓變化較平緩。有外加磁場作用時，1F和2F號磁性液體在FG階段并未出現(xiàn)電壓變化平緩的中間過程，但有外加磁場作用于磁性液體時，F(xiàn)G階段出現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)點，液膜破裂的時間大于無外加磁場作用時的時間，主要是由于外加磁場增強(qiáng)了磁性顆粒之間的相互作用，分子和分子之間的磁吸引力增強(qiáng)，導(dǎo)致液膜逐步破裂。

圖5液膜拉脫過程方框圖

5、結(jié)論

使用拉脫法測量了磁性液體的磁表面張力，無外加磁場作用時，磁性液體的表面張力小于其載液的表面張力，磁性液體液膜拉得更長，液膜收縮的趨勢比白油更明顯，這主要是因為磁性液體中加入的表面活性劑降低了其表面張力。由液膜拉脫過程電壓變化曲線可觀察到：不同條件下磁性液體的電壓變化情況不同，無外加磁場作用時2F號磁性液體在EF階段存在轉(zhuǎn)折點Q,越過轉(zhuǎn)折點，QF階段電壓變化較平緩，且表面張力越??；而7#白油和1F磁性液體并未出現(xiàn)此現(xiàn)象，這主要是因為7#白油和1F磁性液體表面張力較大，2F號磁性液體由于表面張力較小，其液體分子與分子之間的作用力較弱，宏觀表現(xiàn)為拉脫的液膜更長，液膜在空氣中會存在一段時間。有外加磁場作用時，2F號磁性液體在FG階段并未出現(xiàn)電壓變化平緩的中間過程，但FG階段出現(xiàn)了另一些數(shù)據(jù)點，液膜破裂的時間大于無外加磁場作用時的時間，主要是由于外加磁場增強(qiáng)了磁性顆粒之間的相互作用，分子和分子之間的磁吸引力增強(qiáng)，導(dǎo)致液膜逐步破裂。