Manyetik sıvılar, su ve alkol gibi polar maddeler veya karbohidrojen ve silikon gibi apolar maddelerden yapılmış taşıyıcı ortamlarda, oleik asit, nitrik asit vb. yüzey etkin malzemelerle kararlı yapıya ulaştırılmış kolloit süspansiyonlardır. Ferromanyetik olarak sınıflandırılan manyetit, ferrit vb. malzemelerden yapılmış ve boyutları 5-15 nanometre aralığında değişebilen manyetik tanecikler içerir. Manyetik sıvının içerdiği tanecikler etraflarında oluşan düzensiz manyetik alanların etkisiyle kümeleşir ve manyetik sıvının yapısının bozulmasına neden olurlar. Taneciklerin bu şekilde kümeleşmesini önlemek ve birbirlerini itmelerini sağlamak amacıyla yüzey etkin malzemeler kullanılır. Böylece, manyetik sıvılar, yerçekimi veya manyetik alan gibi bir kuvvet alanına uzun süre maruz kalsalar bile çökelmezler. Manyetik sıvılar, tanecik boyutları 500-2000 nanometre arasında olduğu takdirde kararlı bir yapı sergilerler.
Manyetik sıvıların özellikleri,içerdikleri bileşenlerin özelliklerine bağlıdır. Diğer bir değişle, bu bileşenlerin özelliklerini değiştirmekle manyetik sıvıların fiziksel ve kimyasal özellikleri de kullanım amaçlarına göre geniş bir aralıkta ayarlanabilir. Şimdiye dek doğada manyetik özellik gösteren akışkanlar bulunmadığından yapay olarak üretilen manyetik sıvılar bu türdeki tek malzemelerdir.
Manyetik Sıvı Nasıl Üretilir?
İki farklı türde manyetik sıvı üretilebilir: Yüzey etkin malzeme içeren manyetik sıvılar ve iyon manyetik sıvılar. Birinci tür manyetik sıvılarda manyetik safha aktif malzemeler sayesinde oluşturulurken, ikinci tür manyetik sıvılarda bu işlem yüzey yükleri kullanılarak elde edilir. Bununla birlikte, apolar ortamlarda yapılan ve tanecik boyutları 1 mikron civarlarında olan manyetik sıvılar manyetoreolojik sıvılar sınıfını oluştururlar.
Genelde manyetik sıvılar içerdikleri magnetit safhanın renginden dolayı koyu siyah renkte olurlar. Fakat manyetik özellikli safhanın başka taneciklerle (gama demir oksit, kobalt, nikel, çinko) oluşturulması koyu kahve, hafif sarı ve farklı renklerde manyetik sıvılar elde edilmesine olanak verir. Ayrıca özel renklendiriciler karıştırılarak elde edilen çeşitli renkteki manyetik sıvılar, baskıda kullanılmak üzere manyetik özellikli mürekkep ve boyaların hazırlanmasında değerlendirilir.
Dış manyetik alanın yönü ve değerleri ayarlanarak manyetik sıvılarla benzersiz güzellikler gösteren figür ve yapılar oluşturulabilir. Bu özellikler günümüzde sanatsal etkinlikler, reklam panoları, oyun salonları ve eğitim amaçlı gösterimlerde başarıyla kullanılıyor.
Manyetik Sıvı Uygulama Alanları
Askeri alanda, uçakları radarlar karşısında görünmez kılan teknolojiler ve uçakların kontrol sisteminin geliştirilmesinde kullanılıyorlar.
Ağır sanayide yağlama sistemlerinde, conta, tıkaç, vana işlevi görecek biçimde kullanılırlar. Manyetik sıvı temelli olarak imal edilen yağlar ve gresler, etkin yağlayıcılar olmakla beraber dönen kısımların yağlama boşluklarından sızmazlar. Böylece, söz konusu bölgeleri dışardan gelen kirlerden korur, aşınmayı önler, sürtünme kayıplarını en aza indirir, sürtünen kısımlardaki ısı iletimini iyileştirirler.
Metallerin işlenmesinde, yardımcı sıvılar olarak kullanıldıklarında, kesici ve yontucu parçaların sertliğini artırır, işlenen yüzeyin kalitesini yükseltir, titanyum ve korozyona dayanıklı sertleştirilmiş çelik türü malzemelerin işlenmesini kolaylaştırırlar.
Manyetik sıvı ayrıştırıcılar, cevher hazırlama teknolojisinde ve yoğunluğu yüksek, manyetik olmayan bakır, kurşun ve altın gibi malzemelerin zenginleştirilmesinde kullanılır.
Kaynak: Bilim ve Teknik Dergisi