計算機實(shí)時(shí)在線(xiàn)采集了2種磁性液體及白油液膜拉脫過(guò)程中電壓隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，如圖4所示。從圖4可看到，3種液體的電壓變化規律一致，圖中F和G兩點(diǎn)是液膜破裂前后瞬間的電壓值，片狀吊環(huán)的內外徑分別為33.10mm和34.69mm，根據（6）式即可計算出液體的表面張力。室溫（20±0.5）℃時(shí)各液體的表面張力見(jiàn)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22mT的磁場(chǎng)作用于磁性液體時(shí)，磁性液體的表面張力增加，這主要是因為無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)，各磁性顆粒的磁矩方向雜亂無(wú)章，互相抵消，磁性液體不顯示宏觀(guān)磁性。當外加磁場(chǎng)作用于磁性液體時(shí)，且磁場(chǎng)方向平行于切線(xiàn)方向的磁性液膜時(shí)，各磁性顆粒的磁矩方向轉向外加磁場(chǎng)方向，外加磁場(chǎng)增強了磁偶極子之間的相互作用，導致磁性液體的表面張力增加。

圖4力敏傳感器電壓隨時(shí)間變化曲線(xiàn)

表2磁性液體及7#白油表面張力

4、液膜拉脫過(guò)程受力分析

根據受力情況將圖4的液膜拉脫過(guò)程電壓變化曲線(xiàn)分為6個(gè)階段，圖5為液膜拉脫過(guò)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(shí)F=mg+f1+f2,可得到液體的表面張力。由圖4發(fā)現，不同液體在EF階段的電壓變化情況不同，無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)2F號磁性液體在EF階段存在轉折點(diǎn)Q,越過(guò)轉折點(diǎn)，QF階段電壓變化較平緩，且表面張力越??；而7#白油和1F磁性液體并未出現此現象。出現該現象的原因是7#白油和1F磁性液體表面張力較大，當液膜被拉脫到一定程度時(shí)，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(guān)表現為拉脫的液膜更長(cháng)，液膜在空氣中會(huì )存在一段時(shí)間，此時(shí)液膜質(zhì)量很小，可忽略不計，電壓變化較平緩。有外加磁場(chǎng)作用時(shí)，1F和2F號磁性液體在FG階段并未出現電壓變化平緩的中間過(guò)程，但有外加磁場(chǎng)作用于磁性液體時(shí)，FG階段出現了一些數據點(diǎn)，液膜破裂的時(shí)間大于無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)的時(shí)間，主要是由于外加磁場(chǎng)增強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，導致液膜逐步破裂。

圖5液膜拉脫過(guò)程方框圖

5、結論

使用拉脫法測量了磁性液體的磁表面張力，無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)，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(cháng)，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(guò)程電壓變化曲線(xiàn)可觀(guān)察到：不同條件下磁性液體的電壓變化情況不同，無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)2F號磁性液體在EF階段存在轉折點(diǎn)Q,越過(guò)轉折點(diǎn)，QF階段電壓變化較平緩，且表面張力越??；而7#白油和1F磁性液體并未出現此現象，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(guān)表現為拉脫的液膜更長(cháng)，液膜在空氣中會(huì )存在一段時(shí)間。有外加磁場(chǎng)作用時(shí)，2F號磁性液體在FG階段并未出現電壓變化平緩的中間過(guò)程，但FG階段出現了另一些數據點(diǎn)，液膜破裂的時(shí)間大于無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)的時(shí)間，主要是由于外加磁場(chǎng)增強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，導致液膜逐步破裂。