Способ определения магнитного момента ферромагнитного образца сферической формы Советский патент 1987 года по МПК G01R33/16 G01R33/12 

113

Изобретение относится к магнитным измерениям и может найти применение для определения магнитных характеристик магнитоупорядоченн лх тел.

Изобретение предназначено для измерения магнитного момента монокрис-- таллических ферромагнетиков. Кроме того, изобретение может служить для измерения магнитного момента поли- к ристалл11ческих ферромагнетиков с малой энергией магнитной кристаллографической анизотропии при выполнении

условия

где Н - 4 HOполе анизотропии;

Л 1g - размагничивающее поле ферромагнитного материала.

Цель изобретения - повышение точности определения магнитного момента ферромагнитного образца сферической формы в широком интервале температур при одновременном упрощении способа измерения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения магнитного момента ферромагнитного образца сферической формь) путем воздействия на него магнитным полем образец из монокристалла помещают в соленоид ось легкого намагничивания образца ориентируют вдоль однородного меняющегося со временем магнитного поля и по зависимости изменения магнитного потока, создаваемого образцом в соленоиде, от напряженности магнитного поля определяют поле технического насыщениямента Р

Hg, а величину магнитного мо- находят по формуле

m

р - 3.

41

НЛ,

(1)

где V - объем образца.

Известно, что плотность свободной энергии изотропного образца, намагниченного В направлении легкого намагничивания, определяется выражением

определяется

рт

-2 - f l

(2)

где N - размагничивающий фактор, в

случае сферы N - л

Н

I

приложенное магнитное поле; намагниченность (магнитный момент единицы объема). Первое слагаемое в выражении (I) представляет собой плотность энергии размагничивающего поля, второе - энер

гию магнитного момента единицы объема в магнитном поле Н (Г II Н). Слагаемое, ответственное за энергию магнитной кристаллографической анизотропии, в вьфажении (2) отсутствует, так как мы считаем, что образец ориентирован направлением легкого намагничивания вдоль внешнего магнитного поля Н. При фиксированном Н устанавливается такое значение I, которое отвечает минимуму свободной энергии. Воспользуемся условием минимума свободной энергии dF

5

§ о.

а N

(3)

(4)

70, ТО усПоскольку -- N

ловие (4) вьтолняется.

Использование условия (3) позволяI и Н.

ет установить связь между

Н,

N1 dl

(5)

0

5

N 30

Прямая пропорциональность между 3 и Н нарушается в поле технического насыщения Hg. При Н Hg величина I не изменяется и равна Ig. Поэтому в 35 поле технического насыщения согласно соотношению (6)

т 3

S 411

Н

(7)

По определению I имеет смысл маг- 40 нитного момента единицы объема,

Если магнитный материал однороден по своим свойствам, то.магнитный момент тела Pjn определяется по формуле

РП,

Ic-V

(8)

45 На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Схема включает образец i, помещенный в соленоид 2, которьй располагается между полюсами электромагнита 3.

50 Изменение магнитного потока, создаваемого образцом в соленоиде, фикси- руатся микровеберметром 4. Поляризующее магнитное поле с большой точностью измеряется измерителем 5 напряжен55 ности магнитного поля, работающим по принципу ядерного магнитного резонанса.

Способ реализуется следующим образом.

Образец сферической формы 1 помещают в соленоид 2 так, чтобы его ось легкого намагничивания бьша ориентирована вдоль изменяющегося поля, соленоид с образцом помещают между полюсами электромагнита. При извлечении образца из соленоида меняется магнитный поток Ф , пронизывающий соленоид, и это изменение ф фиксируется микровеберметром 4. Одновременно измеряют напряженность приложенного магнитного поля измерителем 5 напряженности. Из полученной совокупности различных значений дФ и Н определяют

Н.

как значение напряженности магтнитного ПОЛЯ, при котором кривая зависимости дФ (Н) становится параллельной оси Н. По найденному значению Нд рассчитывается из (I) искомая величина Р,

Способ реализуется с помощью устройства, в котором в качестве соленоида используется катушка с внутренним диаметром 6 мм и числом витков 25 п 2000, в качестве микровеберметра используется промьшшенный прибор Ф-190, для измерения напряженности магнитного поля применяется промьш- ленный прибор Ш-1-1 с электронно-счет- Hbw частотомером 43-34. С помощью данного устройства по предлагаемому способу был измерен магнитный момент ферромагнитного образца сферической

формы в температурном интервале (Т) 295-78 К. При низкотемпературных измерениях система помещалась в криос- тат. Точность измерения составляла 0,5%.

Форму л а изобретения

Способ определения магнитного момента ферромагнитного образца сферической формы, заключающийся в одновременном воздействии однородного переменного и постоянного магнитных полей, отличающийся тем, что, с целью повьпдения точности измерений в широком интервале температур, ось легкого намагничивания образца ориентируют вдоль однородного переменного магнитного поля и определяют поле технического насыщения по зависимости изменения магнитного потока, создаваемого сферическим образцом от напряженности магнитного поля, а искомую величину магнитного момента находят по формуле

4F

HcV,

где Pj - магнитный момент ферроЬшг- нитного образца сферической формы;

- напряженность поля технического насыщения; - объем образца сферической формы.

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения магнитных характеристик ферромагнитных тел. Цель изобретения - повьшение точности определения магнитного момента ферромагнитного образца сферической формы в широком интервале температур при од- , новременном упрощении способа измерения. Для достижения указанной цели на образец из монокристалла воздействуют магнитным полем, образец помещают в соленоид, ось легкого намагничивания образца ориентир тот вдоль однородного меняющегося во времени магнитного поля и определяют поле технического насыщения, а также величину магнитного момента (формулы приводятся в описании изобретения). Способ реализуется в устройстве, содержащем образец 1 сферической формы, соленоид 2, электромагнит 3, микроамперметр 4, измеритель 5 напряженности приложенного магнитного поля. Устройством измерялся магнитньй момент образца 1 в температурном интервале от 295 до 78°К. При низкотемпературных измерениях устройство помещалось в криостат. Точность измерения составила 0,5%. 1 ил. о € (Л /