Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В. Справочник физических эффектов - файл Справочник физический эффектов.doc


Денисов С., Ефимов В., Зубарев В., Кустов В. Справочник физических эффектов
скачать (184.6 kb.)

Доступные файлы (1):

Справочник физический эффектов.doc1067kb.04.10.2003 02:54скачать

Справочник физический эффектов.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9
^ 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

ДИЭЛЕКТРИКИ.

7.1.1. Диэлектриками являются неионизованные газы, а так­же жидкости и твердые тела, характеризующиеся полностью запол­ненной электронами валентной зоной и полностью электронной на уровне зоны проводимости не происходит , то такие вещества ве­дут себя как изоляторы. При наличии такого возбуждения (в слу­чае малой энергетичесой щели между зонами) вещества являются полупроводниками. Диэлектрики и полупровдники экспоненциально уменьшают его по свое обьемное сопротивление при повышении температуры.

А.с. 515 075: Способ определения обрыва жилы кабеля с изоляцией, сопротивление которой зависит от температуры зави­сит от температуры, например, жаростойкого кабеля с магнези­альной изоляцией, при котором воздействуют сигналом, выявляю­щим повреждения, на последовательные участки кабеля а о месте повреждения кабеля в момент подачи сигнала на дефектное место, отличающее тем что, с целью упрощения отыскания места об, на кабель воздействуют тепловым сигналом, например теплом от газо -воздушной горелки , а о месте повреждения судят по изменению сопротивления изоляции кабеля.

7.1.2.сли материал претерпевает те или иные певращения, его с о п р о т и в л е н и е э л е к т р и ч е ск о м у

т о к у меняется.

А.с. N 414528: Способ определения относительной связанной поверхности волокон в листе бумаги путем измерения электросоп­ротивления,отличающийся тем,что,с целью повышения точности и упрощения методики измерений, образец бумаги подвергают линей­ному деформированию в продольном направлении расположения во­локон с одновременной регистрацией электросопротивления, после чего определяют отношение разности измерения электросопротив­лений после и до деформирования образца бумаги.

Расплавы некоторых диэлектриков - поводники, в частности, хорошо пропускает ток расплавленное стекло.

7.1.3. В диэлектрике, помещенном в переменное электромаг­нитное поле , часть энергии поля переходит в тепловую. Эта до­ля пропорциональна т а н г е н с у у г л а д и э л е к т р­и ч е с к и х п о т е р ь ( ).

Патент Австралии N 420764: Способ термического сращивания материалов. Предлагается усовершенствованный метод сращивания псредством диэлектрического нагрева термопластичных материа­лов, имеющих малые коэффициенты диэлектрических потерь (пропи­лен,полиплен и др.).При этом между наложенными друг на друга краями соединяемых внахлестку листов материала закладывается вставка, эффективно выделяющая тепло при воздействии электри­ческого поля ВЧ, которое создается между электродами прижимаю­щими сращиваемый участок.Тепловыделяющие вставки,имеющие форму прутка или квадратных пластинок, изготовляются из газорениро­ванных полимеров (например полимеры и сополимеры хлористого винила)и располагается вдоль соединяемых краев листов.Тепло, выделяемое вставками под действием электрического поля ВЧ, нагревает и размегчает материал в зоне соединения, благодаря чему он при нажатии электродов обжимается вокруг вставки и сращивается в сплошную массу.

Все виды нагрева диэлектриков в электрических полях осно­ваны именно на этом эффекте.

А.N 527407. Способ изготовления бетонополимерных изделий заключающийся в сушке бетонных элементов с вакуумированием, пропитke под давлением и последующей термокаталитеческой поли­меризации,о т л и ч а ю щ и й тем , что, с целью равномерного прогрева изделия и сохранения продолжительности процесса тер­мокаталитиую полимеризацию осуществляют или дополнительном воздействии электрического поля ВЧ в диапазоне 1-150 мгц

7.2. Д и э л е к т р и ч е с к а я п р о н и ц а е -

м о с т ь диэлектриков зависит от многих факторов . По ее

изменению можно контролировать ход различных процессов в диэ­лектриках.

А.С N Способ контроля глубины полимеризации синтетических каучуков в процессе их растворной полимеризации,о т л и ч а ю щ е й с я тем, что, с целью обеспечения непрерывности контроля и упрощения методики анализа, измеряют диэлектрическую прони­каемость раствора полимера и со степени изменения диэлектри­ческой проницаемости о глубине полимеризаций продукта

А.С.N 497520: Способ определения времени пропитки порис­тых материалов, заключающийся в погружении контролируемого образца торцом в контрольную жидкость и отсчета времени про­питки о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точ­ности, образец материала помещают в датчик измерительной аппа­ратуры, например между обкладками конденсаторов, а время пропитки отсчитывают от момента начала до момента прекращения изменения электрических свойств образца.

7.2.1. Диэлектрические свойства вещества зависят от час­тоты. Один и тот же материал при воздействии на него поля низ­кой частоты -диэлектрик,поля высокой частоты - к.

При I мы имеем дело с диэлектриком, а

при I - с поводником.( - удельная электрическая

проницаемость - круговая частота.

7.3. П р о б о й д и э л е к т р и к о в. носит лбо теп­ловой, либо электрический - лавинный - характер.Механизм теплового пробоя - постепенный разогрев участка диэлектри­ка,падение его сопротивления и термическое разрушение материа­ла.

А.С.N 218805: Способ электрораскроя материала,напри­мер,ткани, с помощью электрода,выполненого по форме выкройки отличающийся тем,что, с целью ускорения технологического про­цесса раскроя повышения точности раскроя и сокращения отходов материала,раскрой поизводят расщиплением материала на ионы то­ком высокого напряжения например 10 кв, проходящим через раск­раиваемый материал между неподвижным электродом и другим электродом по линии электроповодной схемы,перемещаемым по дру­гую сторону раскраеваемого материала.

7.4.Электромеханические эффекты в диэлектриках.

7.4.1.Общим электромеханическим эффектом для всех диэ­лектриков является э л е к т р о с т р и к ц и я . Она появля­ется в упругом (обратимом) превращении энергии тела в электрическое поле и для свободного тела сопровождается увели­чением его размеров.

7.4.2. П ь е з о э л е к т р и ч е с к и й э ф ф е к т. (пьезоэффект) - это также электромеханический эффект, однако он наблюдается не во всех диэлектриках, а только в нецентро­симметричных кристаллах. Причем, в отличии от электрострикции, пьезоэффект обратим Он может быть прямым и обратным.

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на поверхности твердого тела под воздействием механических напря­жений.

Лампу-вспышку зажигает удар. Польский изобретатель Тадеуш Косецкий предложил использовать пьезокристалл в качестве ис­точника энергии для лампы-вспышки. Под действием быстрого сильного удара по кристаллу на нем возникает электрическое напряжение. По расчетам изобретателя, его вполне должно хва­тить для зажигания лампы. Никаких батарей для такого "блица" вообще не понадобится: всю необходимую для лампы энергию даст механический удар по кристаллу.

Патент ФРГN.1218216: Пьезоэлектрическое устройство для зажигания с кулачковым приводом, предназначенное для двигате­лей внутреннего сгорания, отличающееся тем,что кулачковый при­вод постоянно имеет кинетическое соединение, и периодичес­ки-динамическое соединение с известным пружинным аккумулятором и взаимодействует с ним. Пружинный аккумулятор соединен с под­вижным концом пьезоэлектрического элемента.

7.4.3. Обратный пьезоэффект анологичен эффекту электрост­рикции однако, если при электрострикции деформации тела не за­висит от знака электрического поля, для пьезоэффекта такая зависимость имеет место. Практически можно считать, что пьезо­эффект отличен, а электрострикция является квадратичным эффек­том.

Патент США N 3239283. Предлагается кострукция подшипника в котором трение уничтожается вибрацией.Втулки подшипника вы­полняются из пьезоэлектрического материала и с обеих сторон покрываются тонкой электропроводной фольгой. К фольге припаи­ваются тонкие электроды, по которым проводится переменный ток. А ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и раздаваться, созда­вая вибрацию, уничтожающую трение.

В некоторых случаях используются одновременно и пямой и обратный пьезоэффект, например, в пьезоэлектрических трансфор­маторах.

7.5. В некоторых кристаллах суммарный дипольный момент отличен от нуля даже в отсутсвие внешнего электрического поля. Такого рода кристаллы называют самопроизвольно или спонтанно поляризованными кристаллами. Другое название этих кристаллов - п и р о э л е к т р и к и. Это название появилось потому, что пироэлектрики обнаруживают по возникновению заряда на их по­верхности при нагревании или охлаждении. С помощью пироэлект­риков можно измерять изменение температуры на 10 в минус 6-ой градуса.

АN.288356: Устройство для определения тепловых потоков содержащее термоэлементы, расположенные на гранях дополнитель­ной стенки, перпендикулярных направлению потока иизмерительную схему,отличающуюся тем,что,с целью повышения точности и быст­родействия, в нем термоэлементы выполнены в виде пироэлектри­ческих датчиков температуры и включены в частотнозависимую цепь обратной связи измерительной схемы.

Пироэлектрический эффект обычно усложняется тем,что каж­дый пироэлектрический кристалл является одновременно и пьезоэ­лектриком. Поэтому неоднократное изменение температуры крис­талла вызывает деформацию, а последняя породит "вторичную" поляризацию пьезоэлектрического происхождения, налагающуюся на "первичную" пироэлектрическую поляризацию.

7.5.1. В пироэлектрических кристаллах может наблюдаться э л е к т р о к а л о р и ч е с к и й э ф ф е к т - изменение

температуры пироэлектрика, вызванное изменением величины

электрического поля (например,при внесении пироэлектрика в

электрическое поле).

7.5.2. С е г н е т о э л е к т р и к и - частный случай пироэлектриков.

А.С.N 276449: sпособ детектирования в газовой хроматогра­фии путем каталитического сжигания компонентов анализируемой смеси , отличающийся тем,что с целью увеличения чувствитель­ности и непосредственного измерения производной концентрации анализируемого веществаво времени, сжигание производят на по­верхности сегнетоэлектрика и измеряют возникающие при этом электрические заряды.

7.5.3. В сегнетоэлектриках также самопоизвольно возникает поляризация , но только в некотором интервале температур. Тем­пература, при которой происходит исчезновение спонтанной поля­ризации, называется сегнетоэлектрической температурой Кюри. При температуре Кюри в сегнетоэлектриках наблюдается максимум диэлектрической проницаемости,а ее изменение вблизи этой тем­пературы происходит скачками (сравнение с эффектами Гопкинса и Бархгаузена). Выше температуры Кюри сегнетоэлектрик переходит в п а р о э л е к т р и ч е с к о е с о с т о я н и е.

А.С.N 238185: Устройство для измерения расхода,скорости потока жидкости или газа , содержащее термочуствительный дат­чик с нагревательным элементом и схему измерения темперетуры, отличающуюся тем,что, с целью обеспечения работы в агресивных средах,повышения быстродействия и точности измерения,термо­чувствительный элемент датчика выполнен в виде термоконденса­тора из сегнетоэлектрика,точка Кюри которого ниже рабочей тем­пературы.

С е г н е т о э л е к т р и к и - это электрические аналоги форромагнетиков,которые ,как известно, самопроизвольно намагничиваются и имеют точку Кюри. Поэтому сегнетоэлектрики иногда называют ф е р р о э л е к т р и к а м и. Они отличают­ся большой диэлектрической проницаемостью, высоким пьезоэффек­том наличием петли диэлектрического гисерезиса, интересными электрооптическими свойствами.

А.С.N 262405: sканирующее устройство оптического диапазо­на,содержащее зонную пьезоэлектрическую пластину, с системой электродов,на которую подано отклоняющее напряжение ,и колли­мирующее устройство отличающееся тем,что, с целью уменьшения необходимого отклоняющего напряжения и оптических потерь, зон­ная пластина изготовлена из сегнето-электриков моноклинной системы, у которых пьезоэффекты по взаимно перпендикулярным направлениям различны а зоны френеля нанесены на поверхность пластины в виде чередующихся отражающих и неотражающихся пок­рытий в форме элипсов, главные оси которых ориентированы вдоль направления пьезоэффектов пластины.

7.5.4. Кроме сегнетоэлектриков, которые можно расматри­вать как совокупность паралельно ориентированных диполей,есть вещества с антипаралельным расположением диполей. Их называют а н т и с е г н е т о э л е к т р и к а м и .

При наложении достаточно сильного электрического поля ан­тисегнетоэлектрики могут перейти в сегнетоэлектрическое состо­яние При таком "вынужденом" фазовом переходе в сильном пере­менном поле наблюдаются двойные петли гистерезиса. Kритическое поле, при котором в антисегнетоэлектриках возникает сегнетоэ­лектрическая фаза,уменьшается при увеличении температуры. В некоторых случаях с ростом температуры наблюдаются переходы из сегнетоэлектрического состояния в антисегнетоэлектрическое, а затем в пароэлектрическое.

7.5.5. С е г н е т о ф е р р о м а г н е т и к и - это сегнетоэлектрики, в которых наблюдается упорядочение магнитных моментов. В них могут существовать различные виды электричес­кого и магнитного упорядочения: сегнетоэлектричество или анти­сегнетоэлектричество с ферромагнитизмом , антиферромагнетизмом или ферромагнетизмом.

7.5.6. Сегнетоэлектрические и ферромагнитные точки Кюри у таких веществ не совпадают. Но в сегнетоэлектрической точке Кюри наблюдается аномалия магнитных свойств, а в магнитной - аномалия диэлектрических.Кроме того, при наложении магнитного (электрического) поля наблюдается изменение электрической (магнитной)проницаемости- магнито э л е к т р и ч е с к и й

э ф ф е к т .

7.6. Влияние электрического поля и механических напряже­ний на сегнетоэлектрический эффект

7.6.1.Наложение электрического поля вдоль полярной оси увеличивает устойчивость сегнетоэлектрического состояния, рас­ширяет область температур,в которой существует спонтанная по­ляризация. В антисенгетоэлектриках в сильных электрических по­лях температура Кюри понижается.

Некоторые сигнетоэлектрики выше точки Кюри обладают пьезоэффектом.Приложение к таким веществам в параэлектрической фазе механического напряжения по эффекту эквивалентно приложо­го напряжения.

А.N 415617: 1 Способ измерения напряженности электричес­кого поля путем изменения диэлектрической проницаемости сегне­токонденсатора,помещенное в иследуемое поле,отличающееся тем,что с целью повышения доводят до точки Кюри,стабилизируют ее вблизи этой точки, периодически деформируя тело сегнетокон­денсатора, перемещают точку Кюри и выделяют электрический сиг­нал, имеющий частоту механических деформаций, по которому су­дят о напряженности измеряемого электрического поля.

2 Способ по п.1, отличающийся тем, что, периодическую деформацию тела сегнетоконденсатора производят при помощи уль­тразвукового аккустического поля.

3 Способ по п.1 отличающийся тем,ч деформацию тела сегне­токонденсатора производят при помощи знакопеременного электри­ческого поля.

- В водородосодержащих сегнетоэлектриках наложение

гидростатического давления повышает температуру Кюри.

7.6.2. eсли в сегнетоэлектрике наблюдаются низкотемпера­турные переходы, на кривых температурных зависимостей диэлект­рических свойств обычно наблюдаются а н о м а л и и , соот­ветствующие этим переходам. Антисегнетоэлектрический фазовый переход сопровождается аномалией теплоемкости ирконата свинца -400 ккал/моль); может наблюдаться аномальное изменение объема и коэффициента теплового расширения.

7.6.3. pри нагреве сегнетоэлектрического кристалла проис­ходит уменьшение спонтанной поляризации,что эквивалентно появ­лению пироэлектрического заряда на поверхности кристалла.

Патент Великобритании N 1335955: Электрическое измерение давления Датчик давления состоит из тела,выполненого из пироэ­лектрического вещества ,диэлектрическая постоянная которого зависит приложенного давления,при этом температура измеритель­ного тела стабилизируется подачей переменного напряжения на пироэлектрический элемент, имеющий тепловую связь с измери­тельным телом.

Новый тип сегнетоэлектрического полинейного элемента так­тандел-температурно автостабилизированный диэлектрический не­линейный элемент сам стабилизирует свою температуру вблизи точки Кюри.

На возрастание электросопротивления в области температуры Кюри основаны сегнетоэлектрические термосопротивления с про­должительным температурным коэффициентом (ТКС- +60%/градус) -позисторы.

7.7. Э л е к т р е т ы - электрические аналоги поэтапных магнитов Они длительно сохраняют наэлектризованное состояние и создают вокруг себя электрическое поле. Электреты получаются либо охлажденио нагретого диэлектрика (воска,церезина,нейлона ит.д.) в сильном электрическом поле , либо освещением (или ра­диоактивным облучением) фотопроводящих диэлектриков, также в сильном поле. Применение электретов связано в основном с нали­чием у них постоянного электрического поля.

А.С.N 115132 Индивидуальный дозиметр радиоактивного излу­чения и другого проникающего излучения, состоящий из приемника излучения и измерительного пибора, отличающийся тем ,что с целью возможности определения суммарной дозы излучения за тре­буемый помежуток времени, его приемник выполнен в виде элект­рета,заключенного в герметический корпус, содержащий газ,нап­ример ,воздух.

Здесь излучение ионизирует газ, ионы которого разряжают электрет.

Л И Т Е Р А Т У Р А.

Е.С. Кухаркин. Основы инженерной электрофизики,

т1,2.м.,Высшая школа 1989г.

Е.Е. Зибельрман. Электричество и магнетизм. М.,"Наука", 1970г.

К 7.1. Таблицы физических величин.М., "Атомиздат",1976, стр.320

Патент Франции 2005067

К 7.2 Патент США 3586971.

К 7.4. В.В.Лаврженко. Пьезоэлектрические трансформаторы.

М., Энергия.,1975,

А.С.517790, 504940;

Патент США 3557616, 3558795

К 7.5. Г.А.Смоленский, Н.Н. Крайник. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики М.,"Наука",1968.

Физический энциклопедический словарь т4,стр.11-12.

^ 8. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА.

8.1. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться). По величине и направлению этого момента, а также по причинам, его породившим, все вещества делятся на группы. Основные из них - диа и парамагнетики.

8.1.1. Молекулы д и а м а г н е т и к а собственного маг­нитного момента не имеют. Он возникает у них только под дейс­твием внешнего магнитного поля и направлен против него. Таким образом результирующее магнитное поле в диамагнетике меньше, чем внешнее поле, правда, на очень малую величину. Это приво­дит к тому, что при перемещении диамагнетика в неоднороное магнитное поле он стремится сместиться в ту область, где нап­ряжение магнитного поля меньше.

Патент США 3 611 815: Гироскопическая система, практичес­ки свободная от трения, содержит цилиндрический ротор, концы которого окружены парой кольцевых постоянных магнитов. На каж­дом конце ротора установлена вставка из диамагнитного материа­ла, взаимодействующая с соответствующим постоянным магнитом так, что создаются отталкивающие магнитные силы, которые удер­живают ротор в состоянии, характеризующимся отсутствием физи­ческого контакта ротора с магнитом: ротор "всплывает" в маг­нитном поле практически без трения.

8.1.2. Молекулы (или атомы) парамагнетика имеют

собственные магнитные моменты, которые под действием внешних

полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее

поле, превышающе внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнит­ное поле.

Так, например, жидкий кислород - парамагнетик, он притя­гивается к магниту.

Магнитная проницаемость конкретного вещества зависит от многих факторов: напряженности магнитного поля, формы рассмат­риваемого поля (так как конечные размеры любого магнетика при­водят к появлению встречного поля, уменьшающего первоначаль­ное), температуры, частоты изменения магнитного поля, наличия дефектов структуры и т.д.

Патент Великобритании 1 343 270: Способ измерения темпе­ратуры, например, стальных пластин, окрашенных виниловыми кра­сителями. Температура пластин определяется по изменениям их магнитной проницаемости и проводимости, которые воспринимаются индуктивным зондам, подключенным к генератору.

А.с. 550 572: Способ структуроскопии ферромагнитных изде­лий, заключающийся в том, что контролируемое изделие подверга­ют взаимодействию с электроиндуктивным преобразователем маг­нитной проницаемости в электрические сигналы, по которым судят о результатах контроля, отличающийся тем, что с целью повыше­ния достоверности определения усталостных изменений в структу­ре материала изделия, поверхность последнего сканируют преоб­разователем по заданной функции относительно места концентрации механических напряжений, регистрируют экстремумы относительного значения магнитной проницаемости и по их расп­ределению судят об усталостных изменениях в структуре материа­ла.

А.с. 438 922: Способ неразрушающего контроля физико-хими­ческих процессов в структурированных упруго-вязкопластичных системах, основанный на изменении магнитной воспримчивости, отличающийся тем, что с целью повышения точности определения нормальной густоты водных растворов вяжущих веществ, изменяют во времени изменения удельной магнитной воспримчивости и по максимальному значению ее судят о готовности продукта.

Существует ряд веществ, в которых квантовые эффекты межа­томных взаимодействий приводят к появлению специфических маг­нитных свойств.

8.1.3. Наиболее интересное свойство - ферромагнетизм. Оно характерно для группы веществ в твердом кристаллическом состо­янии (ферромагнетиков), характеризующихся параллельной ориен­тацией магнитных моментов атомных носителей магнетизма.

Параллельная ориентация магнитных моментов существует в довольно больших участках вещества - доменах. Суммарные маг­нитные моменты отдельных доменов имеют очень большую величину, однако сами доменты обычно ориентированы в веществе хаотично. При наложении магнитного поля происходит ориентация доменов, что приводит к возникновению суммарного магнитного момента у всего обьема ферромагнетика, и, как следствие, к его наманичи­ванию.

А.с. 540 299: Постоянный магнит, содержащий одноименные частицы, отличающийся тем, что с целью повышения коэрицитивной силы, в качестве доменов использованы отрезки литого микропро­вода в стеклянной изоляции, каждый из которых содержит один микрокристал.

Естественно, что ферромагнетики, как и парамагнетики, пе­ремещаются в ту точку поля, где напряженность максимальная (втягиваются в магнитное поле). Из-за большой величины магнит­ной проницаемости сила, действующая на них, гораздо больше.

А.с. 512 224: 1- Способ склеивания ферромагнитных матери­алов, включающий операцию нанесения клея на склеиваемые по­верхности, соединение поверхностей, полного отвердения клея, отличающийся тем, что с целью уничтожения прочности склеива­ния, в период открытой выдержки раздельно проводят обработку каждой из двух склеиваемых поверхностей с нанесенным на них слоя клея постоянными магнитными полями противоположной поляр­ности с напряженностью от 500 до 700 эротед.

2- Способ по п.1, отличающийся тем, что в период отверж­дения на клеевой шов воздействуют магнитным полем, совпадающим по направлению с полем остаточного магнетизма.

А.с. 185 003: Способ обработки внутренних поверхностей труб, включающий операции по введению внутрь трубы абразива ввиде мелкозернистого или порошкобразного вещества высокой твердости, перемещения этого абразива относительно внутренней поверхности трубы при их взаимном контакте и последующего изв­лечения из трубы полученного порошкообразного продукта, отли­чающийся тем, что с целью улучшения качества обработки трубы и для ее нагрева, феромагнитный абразив после его введения внутрь трубы подвергается воздействию вращающегося электромаг­нитного поля, созданного вокруг трубы.

Здесь используется эффект втягивания ферромагнетика в то место поля, где магнитные силовые линии "гуще"; так как поле вращается, то вращаются и частицы.

8.1.3.1. Существование доменов в ферромагнетиках возможны только ниже определенной температуры (ТОЧКА КЮРИ). Выше точки Кюри тепловое движение нарушает упорядоченную структуру доме­нов и ферромагнетик становится обычным парамагнетиком.

Патент ФРГ 1 243 791: Термолюминисцентный дозиметр, со­держащий дозиметрический элемент, заключенный в герметизиро­ванную прозрачную камеру и снабженный носителем люминисцентного материала, нагреваемый индукционным путем, от­личающийся тем, что носитель содержит ферромагнитный материал, точка Кюри которого, характеризующие фазовый переход второго рода, соответствуют определенной максимальной температуре.

Диапазон температур Кюри для ферромагнетиков очень широк: у радолиния температура Кюри 20 C, для читого железа - 1043 К. Практически всегда можно подобрать вещество с нужной темпера­турой Кюри.

А.с. 266 029: Магнитная муфта скольжения, содержащая кор­пус и многополюсный ротор с постоянными магнитами, отличающаяся тем, что с целью автоматического включения муфты при заданной температуре, она снабжена шунтами, установленными между полюсами ротора и выполненного из термореактивного мате­риала, имеющего характеристику магнитной проницаемости с точ­кой Кюри, соответствующей заданной температуре, а корпус и ро­тор изготовлены из материала сточкой Кюри, соответствующей температуре выше заданной.

При понижении температуры все парамагнетики, кроме тех у которых парамагнетизм обусловлен электронами проводимости, пе­реходят либо в ферромагнитное, либо в антиферромагнитное сос­тояние.

8.1.4. У некоторых веществ (хром, марганец) собственные магнитные моменты электронов ориентированы антипараллельно (навстречу) друг другу. Такая ориентация охватывает соседние атомы и их магнитные моменты компенсируют друг друга. В ре­зультате антиферромагнетики обладают крайне малой магнитной воспримчивостью и ведут себя как очень слабые парамагнетики.

8.1.4.1. Для антиферромагнетиков также существует темпе­ратура, при которой антипараллельная ориентация спинов исчеза­ет. Эта температура называется антиферромагнитной точкой Кюри или точкой Нееля.

У некоторых ферромагнетиков (эрбин, диоброзин, сплавов марганца и меди) таких температур две (верхняя и нижняя точка Нееля), причем антиферромагнитные свойства наблюдаются только при промежуточных температурах. Выше верхней точки вещество ведет себя как парамагнетик, а при температурах меньших нижней точки Нееля, становится ферромагнетиком.

8.1.5. Необратимое изменение намагниченности ферромагнит­ного образца, находящегося в слабом постоянном магнитном поле, при циклическом изменении температуры называется температурным магнитным гистерезисом. Наблюдается два вида гистерезиса, выз­ванных изменением доменой и кристаллической структуры. Во вто­ром случае точка Кюри при нагреве лежит выше, чем при охлажде­нии.

А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, от­личающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагре­ве до температуры Кюри при охлаждении.

А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магни­тов в систему с предварительным намагничиванием каждого магни­та, отличающийся тем, что с целью исключения потери намагниченности при сборке, перед операцией намагничивания каждый постоянный магнит нагревают до температуры, при которой кривые возврата совпадают с кривой размагничивания.

8.1.6. Ферримагнетизм - (или антиферромагнетизм неском­пенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферро­магнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противо­положно направленные магнитные моменты в силу каких-либо при­чин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромаг­нетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда су­ществует точка компенсации суммарного магнитного момента при температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам фер­ромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.

8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или фе­римагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых размерах переходят в однодоменное состояние с однородной са­мопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Сово­купность таких веществ ведет себя по отношению к воздействию внешнего магнитного поля и температуры подобно парамагнитному газу (сплавы меди с кобальтом, тонкие порошки никеля и т.д.)

Очень малые частицы антиферрмагнетиков также обладают особыми свойствами, похожими на суперпарамагнетизм, посколько в них происходит нарушение полной компенсации магнитных момен­тов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные пленки.

Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследо­ваниях, в методах неразрушающего определения размеров, форм, количества и состава магнитной фазы и т.п.

8.1.8. Пьезомагнетики - вещества, у которых при наложении упругих напряжений возникает спонтанный магнитный эффект, про­порциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.

8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помеще­нии их в электрическое поле возникает магнитный момент, про­порциональный значению поля.

8.2. Магнитокалорический эффект - изменение температуры магнетика при его намагничивании. Для парамагнетика увеличение поля приводит к увеличению температуры. что используется для получения сверхнизких температур методом адиабатического раз­магничивания парамагнитных солей.

8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или ли­нейной).Величина эффекта для обьемной магнитострикции -3.10 в минус пятой степени, а для линейной - 10 в минус четвертой степени.

А.с. 517 927: Устройство для юстировки блока магнитных головок, содержащее рычаг с закрепленными на его конце указан­ными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциа­лов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении, перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носите­ля, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага, фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом ры­чаг выполнен в виде магнитострикционного стержня и помещен своей средней частью в полости соленоида.

Этот эффект сильно зависит от соотношения в сплаве и от температуры.

Необычное применение эффекта для нагрева:

А.с. 550 771: Установка для индукционного нагрева текучих сред содержащая массивный сердечник с продольными каналами для прохождения среды и обхватывающее его коаксиально установлен­ныеизоляционную трубку и индуктор, подключенный к источнику переменного тока, отличающаяся тем, что с целью интенсификации нагрева путем информации кристаллической решетки материала сердечника,а индуктор дополнительно подключен к источнику пос­тоянного тока.

8.3.1. Т е р м о с т р и к ц и я - магнитострикционная деформация ферро и антиферромагнитных тел при нагревании их в отсутствии магнитного тела. Эта деформация сопутствует измене­нию самопроизвольнойнамагниченности с нагревом. Она особенно велика в близи точек Кюри и Нееля, т.к. здесь особенно сильно изменяется намагниченность.

Наложение термострикции на обычное тепловое расширение приводит к аномалии в ходе теплового расширения. В некоторых феромагнитах и антиферромагнитах эти аномалии очень велики.

8.4. Магнитоэлектрический эффект - явление намагничивания ряда веществ в антиферромагнитном состоянии электрическим по­лем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией распо­ложения магнитных моментов в кристаллической решетке вещества.

Этот эффект позволяет получать сведения о магнитной структуре веществ без сложных нейтронографических последствий и применяется в волноводных устройствах СВЧ.

8.5. В основе гиромагнитных или магнитомеханических явле­ний лежит вращение электрона вокруг ядра. Суть этих явлений заключается в том, что намагничение магнетика приводят к его вращению (Эффект Энштейна и де Хаасе), и наоборот вращение магнетика вызывает его намагничивание.

Патент США 3 322 364: Способ компенсации влияния гиромаг­нитного эффекта при угловом перемещении магнитометров резуль­тирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отс­читывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результа­те углового перемещения относительно данного направления, со­вершаемого самолетом, на котором находится магнитометр. Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропор­циональна угловой скорости самолета относительно данного нап­равления. В отсчеты магнитометра вводится пропорциональная этому сигналу коррекция, которая учитывает также угол между указанным выше направлением силовых линий измеряемого поля.

8.6. Магнитоэустические эфекты - (магнитоупругие взаимо­действия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимо­действия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магни­тострикционные эффекты.

А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из воло­кон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут, отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуа­тационных характеристик волокна выполнены из ферромагнитного материала и намагничены на требуемом участке звукопровода по всему его сечению в одном направлении.

А.с. 482 634: Способ измерения частоты механических коле­баний обьекта основанный на совпадении составляющей вибрации с частотой собственных колебаний одного из несколько упругих элементов, жестко связанный с обьектом, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, жесткость упругого эле­мента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и по величине тока в момент резонанса определяют частоту механи­ческих колебаний обьекта.

8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный ре­зонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромаг­нитного поля при частотах совпадающих с собственными частотами процессии магнитных моментов электронной системы во внутреннем эффективном магнитном поле. (Поглощение на несколько порядков больше, чем в ВПР).

А.с. 284 161: Способ измерения многновенного значения то­ка путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферри­товый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса по­мещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возв­ращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении изме­ряемого параметра.

8.8. Вблизи точек Кюри и Нееля у магнетиков наблюдается сильные аномалии в изменении различных свойств при изменении температуры. Для ферромагнитиков это - эффекты Гопкинса (воз­растание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркга­узена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений или внешнего магнитного поля.

А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференци­альной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах, основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повыше­ния точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напря­женность магнитного поля до величины, при которой чило скачков Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет рав­ным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют приращение индукции, по величине которой определяют максималь­ную дифференциальную магнитную проницаемость.

Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять темпе­ратуру Кюри и отсутствии магнитного поля.

Близкие эффекты наблюдаются и в антиферомагнитиках.

Л И Т Е Р А Т У Р А

Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений. М., изд-во МГУ 1976. К 8.1. "Наука и жизнь", N'4 стр.44

Физический энцеклопедический словарь, т.5, стр.83,

305-309.

А.с.515021, 239633, 449292, 426183, 504103,466574,

Патент США 3797224.

К 8.3. А.с.541530, 541561.

1   2   3   4   5   6   7   8   9



Скачать файл (184.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации