Способ определения размера частиц в магнитных жидкостях Советский патент 1991 года по МПК G01N23/05 

(Л

С

Изобретение относится v ф 1зике твердого тела, в которой изучаю т п ма;нитные свойства веществ, и эффективно кожегб гь использовано при разработке способов приготовления магнитных жидкостей для контоолч за размером магнитных частиц. Цель изобретения - повышение информативности нейтронографическсго анализа путем количественного определения распределения частиц по размеру. Для этого исследуемую магнитную жидкость облучают поляризованными монохроматическими нейтрсн5М1 и изг Зопют изменение величины поляризации пужа .ейтроное, прошедших черея (сследуемую магнитную жидкость при изменении с температуры О распределении части, то размеру судят из приведении/, в .нии формул. 2 ил.,1 эСл.

Изобретение относится к физике твердого тела, а именно к области, в которой применяются магнитные свойства веществ, и может быть эффективно использовано при разработке способов приготовления магнитных жидкостей (МЖ) для контроля за размером магнитных частиц и их количественным распределением по размеру.

Цель изобретении - осуществление возможности определения распределения частиц по размерам.

На фиг. 1 приведена зависимость относительной величины поляризации пучка нейтронов, прошедших сквозь образец, от температуры; на фиг. 2 - гистограмма количественного распределения частиц по размеру в исследуемых МЖ.

Способ был реализован на установке, созданной на базе горизонтального экспериментального канала реактора. В качестве объекта исследования была выбрана МЖ, приготовленная на основе частиц у Ре20з. МЖ помещали в специальные кассеты из меди, чтобы избежать деполяризации пучка их сгенками. Стенки кассеты покрывали 2- миллиметровым слоем кадмия с отверстием 5 мм. Такая геометрия позволяет исключить возможность рассеивания нейтронов от образца под углами большими, чем угол захвата детектора, а следовательно, существенную ошибку в расчетах эксперимента. Образец помещался в термостат, позволяющий плавно изменять температуру в процессе измерений от 78 до 500 К.

Пучок поляризованных монохроматических нейтронов, прошедших сквозь образец, попадал на кристалл-анализатор, с помощью которого определяли степень до- поляризации пучка нейтронов Используя

О 00

N

О

4 О

известные из литературы данные для k - 4,7 104 эрг/см3; В 4520 Тл; VH 6,3

10q см/с, Г0 7,0 10 диус частиц по формуле

2Ri .... fk -V,

VH

12

Г0

exp

определяли paО)

КБ TI, где RI - радиус i-й частицы;

Г0 - постоянная времени прецессии магнитного момента частицы:

k - константа анизотропии;

КБ - постоянная Больцмана;

Т| - температура в градусах Кельвина;

PI - значение поляризации пучка нейтронов, прошедших сквозь образец при фиксированной температуре TI;

Vi - объем 1-й частицы.

Полученные данные приведены в таблице.

Используя данные таблицы и формулу

Ј-«p(-3i- -J

В 2Ri Xix

V2

(2)

получаем гистограмму (фиг. 2) количественного распределения частиц по размеру в исследуемой МЖ.

Формула изобретения Способ определения размера частиц в магнитных жидкостях, заключающийся в том, что исследуемую магнитную жидкость облучают монохромотическими нейтронами и регистрируют нейтроны, прошедшие через исследуемую жидкость, отличаю

щ и и с я тем, что, с целью осуществления возможности определения распределения частиц по размерам, облучение осуществляют поляризованными нейтронами, изменяют температуру жидкости, измеряют изменение поляризации прошедших нейтронов в зависимости от температуры и количество Х| частиц размера RI рассчитывают по формулам:

2Ri/k -V,

Pi

гдеУ|

RI - радиус 1-й частицы; vH - скорость нейтрона; To - постоянная времени прецессии магнитного момента частицы; КБ - константа Больцмана; TI - абсолютная температура; k - константа магнитной анизотропии вещества;

Bi - намагниченность насыщения частицы;

PI, Рм - значение поляризации пучка при температуре соответственно TI и Ты, причем TI YI-I;

У гидромагнитное отношение нейтрона;

РО- поляризация нейтронов в падающей ручке.

1,0

0,80

100 130 WO 190 270 250 Фиг1

so .

,%