自製鐵磁流體磁性之探討

專題名稱自製鐵磁流體磁性之探討

專題描述利用化學共沉法自製鐵磁流體，並在不同溫度下烤箱烘乾及自然瀝乾下，比較自製鐵磁流體的磁性。

隊伍名稱氨水好好喝

指導老師郭千睿　徐彥哲

參賽學生徐宥豐　陳宇紘　葉澄　

延續作品 已上傳延續性作品說明書：20240927101132265.pdf

序號檔案內容上傳者最後修改
5作者 姜甜香 吳怡臻 蔡筱萱
來源 中華民國 第 49 屆中小學科學展覽會
描述 表面活性劑將四氧化三鐵溶解成流體狀態，透過不斷的實驗，尋找製備磁流體 的最佳製程，製備出磁流體，並進一步研究磁流體的磁性表現		徐宥豐2024/9/26 下午 01:03:22
4作者 胡勛明 柯廷諭 戴雍 傅穎均 邱德宸
來源 中華民國第 54 屆中小學科學展覽會
描述 利用鐵磁流體作為顯現磁力線的工具，希望能對各種磁力特性深
入瞭解		徐宥豐2024/9/26 下午 01:02:23
3作者 國立中山大學物理系
來源 中山大學
描述 介紹磁性相關知識		徐宥豐2024/9/26 下午 01:01:24
2作者 徐宥豐、葉澄、陳宇紘
來源 花蓮縣第64屆國民中小學科學展覽會
描述 這是我們先前比賽科展的主題，這次小論文我們繼續延伸製做實驗。		徐宥豐2024/9/18 下午 04:39:28
1作者 陳宇紘
來源 陳宇紘
描述 表格		陳宇紘2024/9/13 下午 12:45:37

序號封面照內容說明上傳者最後修改
4類別 相簿集
名稱 研磨
說明
正在研磨烘烤完的磁流體		徐宥豐2024/9/25 下午 04:19:32
3類別 相簿集
名稱 結晶
說明
我們發現氯化亞鐵產生了結晶		徐宥豐2024/9/25 下午 04:14:51
2類別 相簿集
名稱 烘烤磁流體
說明
烘烤磁流體		陳宇紘2024/9/24 下午 04:57:03
1類別 相簿集
名稱 滴定磁流體
說明
滴定磁流體		陳宇紘2024/9/24 下午 04:54:43

序號內容上傳者最後修改
7作者 陳宇紘
標題 溶液結晶及發霉問題
內容
我們在一個星期一要製作磁流體時，發現氯化亞鐵溶液產生了結晶，而且顏色從淡綠色變成了淡黃色，已經不能使用了，所以我們又重新調配一杯。氯化鐵溶液也凝固於杯底，無法用滴管吸取，也無法進行滴定，而且顏色也變成了黃色，不是以前的深橘色。我們調配的葡萄糖溶液也發霉了，無法使用。我們在調配上述這些溶液後，有對量杯用保鮮膜封住，但還是無法抵擋上述這些的狀況，之後做實驗時要定時的重新調配溶液，避免實驗結果產生偏差。

陳宇紘2024/9/27 上午 09:43:48
6作者 葉澄
標題 條件不同之六組磁流體加入載體葡萄糖水後的效果
內容
我們將70度、100度及自然瀝乾的磁流體，分別在烘烤和自然瀝乾的前後加入油酸，共六組樣本。每組取0.5克磁流體加入載體葡萄糖水中，並探討其效果。
結果顯示，70度及100度烘烤的磁流體三組因無法完全烘乾，導致呈現塊狀，無法有效顯示磁力線。而自然瀝乾的磁流體在加入油酸後，因無法完全乾燥並呈現黏稠且充滿水分的泥狀，倒入載體中後立即散開，造成載體的混濁，而用磁鐵吸引時，磁力線也極為不明顯。
70度、100度及自然瀝乾仙烘烤(瀝乾)在滴油酸三組已完全乾燥並呈現粉狀。當將其加入載體中時，觀察到100度、70度烘烤及自然瀝乾的磁流體被磁鐵吸引時在表面凸起尖刺的情況上，100度烘烤之磁流體凸起尖刺效果最好，70度烘烤之磁流體凸起尖刺效果次好，自然瀝乾之磁流體凸起尖刺效果較弱，故100度烘烤效果較70度烘烤效果好，70度烘烤效果較自然瀝乾好。

葉澄2024/9/26 下午 11:07:13
5作者 葉澄
標題 70度、100度、自然瀝乾的磁流體鐵粉磁性之比較
內容
我們取70度、100度及自然瀝乾的磁流體和鐵粉各1.2克，並用磁鐵從下方進行吸引。結果顯示，70度、100度及自然瀝乾的磁流體被磁鐵時，呈現豎立的尖刺狀；而鐵粉則形成煙火狀，末端略微垂下，推測這可能是由於鐵粉磁性較弱所致。
第二個實驗，我們拿磁鐵從上而下，看磁流體何時會被全部吸引。100度烘烤的磁流體在距離磁鐵約4.2公分時便全部會被吸引；70度的磁流體在約4.0公分時會全部被吸引；自然瀝乾的磁流體在約3.5公分時會全部被吸引；而鐵粉則在約3.0公分時才會全部受到磁鐵的吸引。因此，我們可以得出結論：100度烘烤的磁流體擁有最佳的磁性，70度烘烤的磁流體磁性第二，自然瀝乾的磁流體磁性較弱，而鐵粉的磁性最弱。

葉澄2024/9/25 下午 09:43:22
4作者 葉澄
標題 滴油酸後烘烤不乾之問題
內容
我們發現未滴油酸的磁流體在70度及100度烘乾，只需要15分鐘就可完全乾燥，研磨後也會呈顆粒狀；而滴油酸後再烘烤的磁流體在70度及100度烘乾，烘乾15分鐘還是呈現濕潤黏稠狀，而繼續烘烤60分鐘後，雖然有比較乾燥，但仍十分濕潤，故研磨後呈泥狀。而未加油酸的磁流體自然瀝乾後，3天即可完全乾燥，研磨後呈顆粒狀；而滴油酸後再自然瀝乾3天的磁流體仍非常濕潤，無法研磨。

葉澄2024/9/25 下午 09:11:53
3作者 葉澄
標題 磁流體混和液出現油膜之問題
內容
在磁流體混和液上方，我們發現一層薄薄的透明油膜，指細觀察，發現在滴定磁流體實驗中，混和液變為較深的澄色時，油膜就已經出現了，但目前我們還未知到這層油膜產生的原因和其性質。

葉澄2024/9/24 下午 09:18:26
2作者 葉澄
標題 磁流體烘乾問題
內容
我們完成磁流體的滴定並進行了清洗和瀝乾後，將其放置於鋁箔紙上，然後放入烤箱中以70度烘烤40分鐘。然而，磁流體並未如預期變乾，反而呈現出濕潤且黏稠的狀態。我們推測，這可能是由於鋁箔紙上存在一些皺紋和凹槽，加上磁流體未能充分攤平，導致水分積聚在其中，無法有效蒸發。因此，我們決定改用玻璃培養皿並將磁流體攤開。結果發現，經過15分鐘70度的烘烤後，磁流體完全乾燥了。

葉澄2024/9/17 下午 08:52:45
1作者 徐宥豐
標題 氨水問題
內容
我們在做實驗時，發現了滴定完的四氧化三鐵混合液並不是全黑的，而是介於深橘色與褐色的顏色，沉澱之後也呈現肉鬆散狀，而不是緊密排列。我們推測其原因為氨水濃度過低，因為之前我們曾經不小心使用到放太久的氨水來製作，所以我們又重新調配一次氨水，但過沒幾天製作磁流體時又發現成品成肉鬆狀，於是我們又重新稀釋了氨水，結果成品可以完成製作。從這次經驗中，我們得知稀釋氨水不能一次稀釋太多，因為這樣就有可能在還沒用完氨水的情況下又造成氨水濃度變低的狀況，所以一次稀釋少量即可。

徐宥豐2024/9/12 下午 04:37:56

序號封面簡介（摘要）上傳者最後修改
3書名 鐵磁流體動力學
作者 李明軍, 張榮培
出版社 科學出版社
簡介（摘要）
本書討論鐵磁流體動力學
導讀
全書共10章內容。第1章為緒論，介紹麥克斯韋電磁學理論，鐵磁流體力學基本內容、發展現狀和應用。第2章介紹鐵磁流體的物理性質。第3章介紹鐵磁流體力學基本方程組，包括鐵磁流體組分、基本結構、基本物理參數、熱磁不穩定性和體積分數等內容，而鐵磁流體的磁粘性(是自旋)特徵將在第4章單獨介紹。第5~7章從鐵磁流體力學基本方程組出發研究三類典型模型方程，分別給出鐵磁顆粒所受磁壓、鐵磁流體擴散拋物化穩定性方程組和鐵磁流體熱傳導模型。第8和9章分別給出鐵磁流體化學機械拋光和鐵磁流體發電兩個典型應用實例。第10章從理論上給出鐵磁流體多孔介質的正定性和對稱性定理，可作為喜歡理論分析讀者的補充資料。		陳宇紘2024/9/23 下午 01:16:20
2書名 普通化學
作者 涂育聖 黃兆君 溫雅蘭 潘文彬 魏麗梅 林秀雄 王正隆
出版社 高立
簡介（摘要）
這本書是根據Timberlake第六版編譯的，內容既完整又有趣，讓學習化學變得輕鬆。除了提供基本的化學知識，它還涵蓋了很多重要的概念，非常適合醫學和相關專業的學生使用。
導讀
本書編譯自 Timberlake 第六版，內容完整且生動豐富，除了包含簡明扼要、容易學習的基本化學知識外，更涵蓋了修習化學科目的許多重要觀念，在多樣及多元的內容呈現上，使學習更有效率。
本書除了有彩色插圖、生動的圖表、平易化的寫作風格外，更有詳細清晰易於理解的範例與習題，能提高學生學習興趣，以達到較佳學習效果，相當適合醫學及各專業相關科系學生學習與老師教學使用及參考。
本書主要特色如下：
生動有趣的學習導引：藉由日常生活實例，導引讀者進入化學各章介紹的相關主題，激發讀者學習化學的興趣。
化學相關的職業焦點：透過「職業」專欄的介紹，使學生瞭解各類職業與化學之關係，以提高讀者學習興趣，激發學習動力。
以化學延伸出的健康筆記：透過「健康筆記」專欄的介紹，使讀者瞭解健康醫學相關主題與化學觀念之應用，將化學觀念與健康醫學相結合，增進學習效果。
加強觀念的瞭解：透過化學概念性問題，強化讀者的學習成果，增進讀者對化學原理的認識。
建立解題的技巧：藉由說明解決問題的程序和實際的解題步驟，引導讀者解題的技巧。
豐富生動的圖片：以精彩、引人入勝的照片、圖表，補充說明書中化學的概念。		陳宇紘2024/9/23 下午 01:13:30
1書名 磁流體力學
作者 唐玉華, 邱炯, 戴煜
出版社 南京大學出版社
簡介（摘要）
瑞典科學家阿爾文於20世紀40年代為研究天體物理問題的需要，開創了一門新的獨立學科——磁流體力學，它產生於等離子體物理學之前。等離子體是由非束縛態的帶電粒子組成的多粒子體系，等離子體狀態又叫物質的第四態。研究等離子體的兩大基本描述法為等離子體流體描述（磁流體力學）和等離子體動理論。20世紀50年代後，大量的觀測和研究表明，天體形態的變化、物質的運動、物理過程的機理（尤其是活動現象的機理）等幾乎都與磁流體力學密切相關。所以磁流體力學是研究宇宙物理的有力工具，也是進一步學習等離子體動理論的很好的入門課。
《磁流體力學》是作者多年在南京大學天文系講授“磁流體力學”課程和長期從事太陽物理科研的基礎上，主要參考國際太陽界磁流體力學專家E.R.Priest的專著Magnetohydrodynamics of the Sun（Cambridge Publishing Company，2014）、南京大學天文系許敖敖和唐玉華編著的《宇宙電動力學導論》（高等教育出版社，1987）、北京大學物理系胡希偉編著的《等離子體理論基礎》（北京大學出版社，2006）以及其他大量科研文獻編寫而成。全書系統介紹了天體物理、空間物理和地球物理等領域所需的磁流體力學基本概念、基本理論、基本方法和某些應用。全書共有八章，介紹了磁流體力學基本方程組、磁靜平衡、均勻和非均勻磁流體中的線性波、磁激波、理想磁流體力學不穩定性理論、磁重聯及發電機理論。
《磁流體力學》力求對基本概念和基本理論闡述明確、對物理圖像敘述鮮明準確。為避免繁雜又便於查閱，《磁流體力學》後面給出了主要的參考書和文獻及有關附錄，供讀者參閱之用。
導讀
瑞典科學家阿爾文於20世紀40年代為研究天體物理問題的需要，開創了一門新的獨立學科——磁流體力學，它產生於等離子體物理學之前。等離子體是由非束縛態的帶電粒子組成的多粒子體系，等離子體狀態又叫物質的第四態。研究等離子體的兩大基本描述法為等離子體流體描述（磁流體力學）和等離子體動理論。20世紀50年代後，大量的觀測和研究表明，天體形態的變化、物質的運動、物理過程的機理（尤其是活動現象的機理）等幾乎都與磁流體力學密切相關。所以磁流體力學是研究宇宙物理的有力工具，也是進一步學習等離子體動理論的很好的入門課。
《磁流體力學》是作者多年在南京大學天文系講授“磁流體力學”課程和長期從事太陽物理科研的基礎上，主要參考國際太陽界磁流體力學專家E.R.Priest的專著Magnetohydrodynamics of the Sun（Cambridge Publishing Company，2014）、南京大學天文系許敖敖和唐玉華編著的《宇宙電動力學導論》（高等教育出版社，1987）、北京大學物理系胡希偉編著的《等離子體理論基礎》（北京大學出版社，2006）以及其他大量科研文獻編寫而成。全書系統介紹了天體物理、空間物理和地球物理等領域所需的磁流體力學基本概念、基本理論、基本方法和某些應用。全書共有八章，介紹了磁流體力學基本方程組、磁靜平衡、均勻和非均勻磁流體中的線性波、磁激波、理想磁流體力學不穩定性理論、磁重聯及發電機理論。
《磁流體力學》力求對基本概念和基本理論闡述明確、對物理圖像敘述鮮明準確。為避免繁雜又便於查閱，《磁流體力學》後面給出了主要的參考書和文獻及有關附錄，供讀者參閱之用。		陳宇紘2024/9/10 下午 04:31:42

序號截圖網站簡介上傳者最後修改
4網站名稱 磁流體旋轉/傳輸機構 - 俊尚科技
網址 https://www.junsun.com.tw/zh/key-components-cht/vacuum-components/magnetic-fluid-feedthroughs-cht
網站簡介
介紹磁流體和其可作為軸封材料
徐宥豐2024/9/26 下午 01:16:22
3網站名稱 磁性流體 | 台灣飛羅得股份有限公司
網址 https://ferrotec.com.tw/product/ferrofluid/
網站簡介
介紹磁流體和其用途		徐宥豐2024/9/26 下午 01:15:27
2網站名稱 磁流体是什么？一种可以被磁铁吸引的液体，堪称现实版“毒液” 必看科普局 1.97萬位訂閱者 訂閱
網址 https://www.youtube.com/watch?v=W_S82KxQzYI&ab_channel=%E5%BF%85%E7%9C%8B%E7%A7%91%E6%99%AE%E5%B1%80
網站簡介
介紹磁流體		徐宥豐2024/9/26 下午 01:10:47
1網站名稱 仿生科學實驗 奈米鐵磁流體
網址 https://reurl.cc/YVKEjD
網站簡介
流體與磁場之研究		陳宇紘2024/9/10 下午 01:15:28

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 利用上次研究找出較佳比例合成出來的磁流體，利用蒸餾水多次稀釋鐵磁粒子表面的蒸餾水後，是要先瀝乾再加界面活性劑，還是先加界面活性劑再瀝乾呢？這樣會不會影響鐵磁粒子的磁性呢？而在飽和葡萄糖水中，磁流體的磁性會不一樣嗎？於是我們想探討合成後的鐵磁粒子在自然瀝乾或烤箱不同溫度烘烤乾燥，它們的磁性和鐵粉有什麼差別嗎？
郭千睿2024/9/27 上午 10:32:34