Способ экспресс-анализа магнитной текстуры ферромагнитных изделий Советский патент 1984 года по МПК G01R33/12 

4о vj

О)

X

эо

4

4Изобретение относится к технике выявления магнитной текстуры ферромагнитных металлов. Анализ магнитной текст ры необходим при конструировании различных устройств, активным элементом которых является ферромагнитная проволо ка (трубка ). К таким устройствам относятся феррозонды, ферроакустические запоминающие элементы (тирис торы), магнитострикционные резонато ры и др. Для них характерна сильная зависимость эксплуатационных параметров от ориентации осей легкого намагничивания в активном элементе Поэтому выявление магнитной текстуры способствует прогнозированию заданных параметров вышеупомянутых приборов как при их разработке, так и в процессе массового производства Известен способ экспресс-анализа магнитной текстуры ферромагнитных издйлий, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле, образуемое постоянными магнитами, и по характеристикам его взаимодейс вия с ЭТИМ полем определяют распределе,ние осей легкого намагничивания Cl 2 . Изделие имеет сферическую форму и для его реализации при определении осей легкого намагничивания фер ромагнитных проволок или трубок необходимо изготовлять сферический о разец. Во время механической обработки может измениться магнитная текстура и понизиться точность измерений. Магнитная текстура может изменяться и благодаря влиянию само формы образца. Цель изобретения - повышение точ ности и расширение функциональных возможностей. Постсшленная цель достигается тем, что согласно способу экспрессанализа магнитной текстуры ферромаг нитных изделий, заключающемуся в том, что изделие помещают в магнитное поле и по характеристикам его взаимодействия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания, магнитное поле создают пропусканием переменного тока через изделие и соленоид, охватываю щий изделие, возбуждают крутильные колебания в изделии, снима:ют поляро грамму декремента этих колебаний и по ней определяют распределение осей легкого- намагничивания. Используют интервал полей в области максимальной восприимчивости образца или максимальной диссипации упругой энергии. Декремент колебаний пропорционален магнитной составляющей внутреннего трения , Для выявления маг.нитной текстуры анализируют зависимости fi от величины поля и его ориентации. Текстуру анализируют с помощью предлагаемого графоаналитического метода, основанного на разложении зависимости (в|, где в - угол между магнитным полем Н и крутильной осью образца (в касательных к внешней поверхности плоскостям ), в ряд по направляющим косинусам крутильной оси и р магнитного поля относительно кристаллографических направлений 100) при постоянных значениях поля Н и крутильного напряжения 6 . Для поликристаллов с кубической сингонией разложение имеет вид .(..,,,h И) Остальные члены ряда исключены ввиду малости. Постоянные и , Ъ ,С определяют по эталонному монокристаллу, степень текстуры которого .принимают за 100%, или путем анализа кривой (Q) для эталона с известной ярко выраженной текстурой. Магнитную текстуру опредбшяют по расположению максимумов на полярограмме (S| , а их дисперсию - по уширению этих максимумов. Метод применим только для высокоанизотропных поликристаллов с осевой симметрией (какими обычно являются проволока I, получаемых протяжкой через фильтры. в образцах, не отвечающих этим требованиям, метод позволяет лишь обнаружить наличие текстуры без установления ее связи с кристаллографией. На фиг. 1 показано устройство для реализации предлагаемого способа на фиг. 2 - график зависимости декремента коаГебаний ( от напряженности,- на фиг. 3 - график зависимости декремента колебаний ориентации магнитного поля; на фиг. 4 и 5 - схемы распределения кристаллографических осей и магнитной текстуры; фиг. 6 - теоретические ПОЛЯрОГрс1ММЫ (в) при ((3 WJ-)QO О 5 . Пример, Проволоку 1 из армко-железа диаметром 0,7 и длиной 100 мм помещают внутри соленоида 2 в крутильных весах, образуемых под весом 3 и стержнем 4, на котором креплены грузы 5 и жидкий контакт 6, ропускают по проволоке 1 и соленоиу 2 переменный ток и определяют ависимость декремента крутильных олебаний проволоки 1 от напряжености Н продольного магнитного поля. а кривой а-(Нпр|(фиг. 2) выявляют аксимум при ,5 Э, который соотетствует максимальной восприимчиости армко-железа.

Из этой кривой определяют интервал используемых полей 2 - 6 Э,

Для измерения а-1(в) устанавливают в соленоиде 2 и изделии - проволоке 1 - амплитуду переменного тока для образцов с выбранной геометрией по предварительно составлен ной таблице.

СПОСОБ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА МАГНИТНОЙ ТЕКСТУРЫ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИИ, заключающийся в том, что изделие помещают в магнитное поле и по характеристикам его вэаимодей-. ствия с этим полем определяют распределение осей легкого намагничивания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, магнитное поле создают пропусканием переменного ока через изделие и соленоид, охватывающий изделие, возбуждают крутильные колебания в изделии, снимают полярограмму декремента этих колебаний и по ней определяют распределение осей легкого намагничивания.

Напряженность поля вычисляют по формулам: 0,4 JTi N, H 2i2/h, где ток в соленоиде; N - число витков на 1 см длины; 2 проволоке; г - радиус проволоки, мм; N 79,58 витков/см. Таким образом, для полей 2,4 и 6 получают кривые 7-9 соответ ственно (фиг. 31. Анализ текстуры по кpивы Q (9) заключается в следующем. Предположим, что с -( fT) чему соответстует ориентация, изображенная на фиг. 4. Обозначим вугол между Н и крутильной осью КО в плоскости, касательной к коаксиальному слою, тогда созИЗ - 9| 3 cos (45°+ в1 . Подстановка в (II дает aVei a-f-|- +-|-соз2в - (2) Угол S отсчитывают относительно осей 011 , совпадающих по направлению с крутильной осью. Пусть, далее оС (0,1,0),- /3., О (фиг. 5). Тогда I .. Подстановка в (1 ) дает а-Ч0)а+Ъсоз е. (3) Угол S отсчитывают относительно осей ;010 . Остсшьные ориентации в проволоках армко-железа не реализуются. Уравнениям (2 и 3) соответствуют полярограмгШ, показанные на фиг. 6 (а,б|, для о(о,, ,|с(Ь. Обозначим и ( статистические веса первой и второй ориентации кристаллов, тогда для смешанной тек:;туры имеем .ь(.).1сы со52б. (4; . Для 1/2 получаем лярограмму (фиг. 6). Так в принципе решается вопрос о магнитной текстуре - распределении кристаллографических осей легкого намагничивания (ОЛН и соответствующих им магнитных фаз (фиг. 4 и 51. Деиальный анализ текстуры завершается вычислением со и Определим текстуру образца армкожелеза по кривым 7-9 (фиг. 3). Сравнивая экспериментальные кривые (фиг.З) с теоретическими (фиг. 6в ), видим, что текстура смешанная. Вычислим статистические весо. и (j. Для этого необходимо знать коэффициенты а , Ъ , с, которые находят по эталонному монокристаллу. В рассматривав-, мом случае их можно определить приближенно по кривым (Н/и (eK Коэффициент сх насыщающем поле, В армко-железе насыщение наступает в поле НПР - 20 Э, следовательно, из кривой фиг. 2 находим ,1 10. Коэффициенты , с и лоо дят из системы уравнений ,,,)1с.созоо а-; сы созбоо-а; а Ъ(| ,o , ° i%-tc w °/4 - ° °°® 9o°).cu)cosfeo e; ,

где Qij , ... «5

в - значения (в1,| определяемые по графику (фиг. 3, кривая 8 I. Решая систему, вычисляем ,72t 0,28 при ,2 10 С -105,3 10. Бапее точнее значения и и можно получить, испсхпьзуя метод наименьших квадратов.

Преимущество способа выявления магнитной текстуры цилиндрических

образцов заключается в простоте и низкой трудоемкости. Способ не требует дорогостоящего оборудования и квалифицированного персонала, позво/гяет повысить производительность труда. Кроме того, он не требует препарирования образцов ,что делает его удобным для неразрушающего контроля, который возможно автоматизировать.

-«5

О Фиг.З