Способ определения магнитной структурымикроферромагнетика

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 06,04.79 {21)2748456/18-21 (51)М. Клз

G 01 R 33/12 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР оо лелям изобретений и открытий

Опубликовано 070781,Бюллетень № 28 (53) УДК 621.317 .44(088.8) Дата опубликования описания 10.07.81 (72) Автор изобретения

Г. И. Ягло

Ростовский-на-дону институт сельхозмашиностроения (71) Заявитель

Изобретение относится к исследованию параметров микроскопических частиц, в частности, к определению их магнитных характеристик.

Известен способ определения магнитных характеристик, по которому на частицу, взвешенную в жидкости, воздействуют постоянными магнитными полями — однородным и неоднородным P1g.

Недостатком указанного способа является невозможность определения по нему характера процесса намагничивания и типа движения доменных границ, так как он позволяет определить состояние намагниченности при каком-то 15 одном совокупном .значении однородного и неоднородного магнитных полей.

Известен также способ определения магнитных характеристик отдельных частиц ферромагнетиков, по кото- 20 рому на взвешенную в жидкости магнитную частицу воздействуют ступенчато изменяющимся магнитным йолем и при постоянном значении однородного намагничивающего поля воздействуют неоднородным полем f2) .

Недостатком указанного способа является низкая точность, так как постоянное однородное и неоднородное магнитное поле создается электро- 30 магнитами, и только в поле электромагнита можно визуально наблюдать частицу.

С целью повышения точности при определении структуры микроферромагнетика способом, включающим намагничивание взвешенной в жидкости частицы постоянным и переменным магнитными полями, намагничивание осуществляют последовательно возрастакицим до насыщения импульсным магнитным полем с последующим после действия импульса воздействием на частицу постоянным однородным магнитным полем, а о магнитной структуре микроферромагнетика судят по ориентации частицы в постоянном однородном магнитном поле после воздействия каждого из импульсов.

На фиг. 1 представлена схема устройства, позволяющего реализовать предложенный способ; на фиг. 2 проиллюстрирован характер изменения магнитного поля; на фиг. 3-5 изображено движение 180о -ной доменной границы; на фиг. 6 изображен процесс намагничивания частицы вдоль одной из осей легкого намагничивания; на фиг. 7 изображен процесс намагничивания .частицы вдоль двух осей намагничивания; на фиг. 8 показано совпаде845123

40 поля. Затем напряженность поля уменьшается и принимает постоянное значение, когда питание катушки 3 идет только от аккумуляторов. Использование батарей конденсаторов дает возможность создать в импульсе длительностью несколько миллисекунд поле ние суммарной намагниченности частицы с направлением поля после прохождения импульса. устройство содержит микроскоп 1, который расположен над кюветой 2 а исследуемым объектом. Кювета 2 помещена в центр системы катушек 3 соленоидов, с помощью которых создается магнитное поле. Катушки 3 расположены соосно на расстоянии, равном радиусу катушек. Микроскоп располагается между катушками 3 на равном расстоянии от каждой таким образом, что

его ось пересекается с осью соленоидов под пряьым углом, и кювета 2 помещается в месте пересечения осей.

С помощью коммутатора 4 производится включение в работу катушек 3 соленоидов и их выключение, переключение полярности батареи конденсаторов 5, 6. Диод 7 предохраняет,от разрушения низковольтный источник 8:питания постоянным током катушек 3 соленоидов при разряде одной из батарей конденсаторов 5, 6. Амперметр 9 предназначен для измерения величины постоянного тока от источника 8. Размыкание цепи питания соленоидов постоянным током производится ключом 10, а размыкание цепи зарядки конденсаторов

5 и 6 от высоковольтного источника

11 — ключом 12. Ключ 13 служит для включения соленоидов в работу.

Частицу помещают в масло, запол-. няющее кювету 2. Вследствие большой вязкости масла (например, касторового или глицерина) частица в процессе опыта остается взвешенной в жидкости.

Вязкость масла велика, время воздействия однородным магнитным импульсом мало, и частица в процессе этого .воздействия остается неподвижной.

В случае изменения направления вектора остаточной намагниченности

J относительно объема частицы изменение ориентации самой частицы будет происходить уже в постоянном поле Н

Создание импульса Н„, осуществляется разрядом конденсатора б на соленоиде, а постоянная составляющая .

Н создается током от источника 8.

Вектор напряженности магнитного поля, создаваемого током при разрядке конденсаторов1и вектор напряженности магнитного поля, создаваемого током от источника постоянного тока совпадают по направлению. В начальныи момент времени при включении конденсаторов происходит резкое возрастание напряженности магнитного

45 напряженностью в несколько миллионов

Ампер/метр.

Современная теория магнитной структуры позволяет объяснить процессы, происходящие в кристаллах при перемагничивании, следующим образом.

Даже небольшой ток в катушках соленоида создает магнитное поле, достаточное для того, чтобы размагниченную частицу намагнитить вдоль одной из осей легкого намагничивания, и она,,будучи свободно взвешена в жидкости, ориентируется таким образом, что ее вектор суммарной намагниченности совпадает по направлению с полем Н> (как магнитная стрелка в магнитном поле Земли) .

Если частица имеет одну ось легкого намагничивания или 100%-ную текстуру (технология получения частицы предполагается известной), то при действии на нее импульсным полем, величина которого от импульса к импульсу возрастает, движение доменных границ (только 180О-ных) будет осуществляться вдоль этои оси, и ориентация частицы остается неизменной в процессе ее намагничивания импульсами Н> и в постоянном поле Н„. Остаточная намагниченность возрастает.по величине, а направление ее остается постоянным 1фиг. 3-5).

Иное дело — частица, у которой не однà ось легкого намагничивания, или частица состоит из нескольких магнитодноосных кристаллитов с различным расположением осей. В слабом поле произойдет намагничивание вдоль одной из осей легкого намагничивания, которая оказалась наиболее благоприятнб расположенной по отношению к намагничивающему полю, например 1-1, или по причинам технологического характера получилась легчайшей среди легких). Частица повернется этой осью вдоль поля, и вектор 7 будет совпадать по направлению с пЪлем

1фиг. 6) . Дальнейшее увеличение намагниченности будет при увеличении поля происходить уже не только вдоль этой оси, но и вдоль других (например

I! — I1 будет этой второй осью). Появится намагниченность J<. (фиг. 7) за о счет движения 90 -ных границ или взаимосвязанного движения 90 -ных и

180о-ных, или любого другого типа, отличного от 180 -ного.

Частица в поле Н л повернется до совпадения с полем Нп (фиг. 8).

Таким образом, возможно два типа поведения частицы во внешнем поле.

Если частица имеет одну ось легкого намагничивания или 100%-ную тексту" ру, то в процессе импульсного увеличения ее остаточной намагниченности в постоянном поле ориентация ее не будет изменяться.

Если текстура не 100%-ная, или частица имеет несколько осей легко845123

Ни

Но го намагничивания, то в процессе намагничивания будет изменяться ее ориентация в поле. Поскольку магнитная структура и ее динамика в процессе намагничивания самым непосредственных образом связана с состоянием кристаллической структуры, то ,по характеру изменения намагниченности частицы можно судить о состоянии кристаллической структуры.

Формула изобретения

Способ определения магнитной структуры микроферромагнетика, вклЮчающий намагничиванИе взвешенной в жидкости частицы постоянным и переменным магнитным полями, о т л и ч а ю щ и и - 45 с я тем, что, с целью полнения точности, намагничивание осуществляют последовательно воэрастакщим до насыщения импульсным магнитным полем с последукщим после действия каждого импульса воздействием на частицу постоянным однородным магнитным полем, а о магнитной структуре микроферромагнетика судят по ориентации частицы в постоянном однородном магнитном поле после воздействия каждого из импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 387279, кл. G 01 N 27/72, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР 9 543902, кл. G 01 R 33/16, 1975 (прототип).

845123

Ии

Нп

Ии

НП

I ! !

1 !

ФигЗ

Фиг.4 Hè

Йа

Фиг.б

Фиг.7. Нп

Фиг.д

Составитель Ф. Тарнопольская

Редактор Б. Федотов Техред М.Голинка Корректор Н. Швыдкая

Тираж 732 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4137/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4