Способ определения коэрцитивной силы частиц ферромагнетика Советский патент 1979 года по МПК G01R33/16 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ

1

Изобретение касается исследования параметров микроскопических частиц и может быть использовано для определения их магнитных характеристик, например, коэрцитивной силы.

Известен способ определения магнитных характеристик ферромагнитных частиц взвешенных в жидкости, по которому на исследуемую среду последовательно накладывают однородное и неоднородное магнитные поля 1.

Недостатком этого способа является невозможность определения элемента петли гистерезиса: коэрцитивной силы отдельной ферромагнитной частицы.

Известны также способы определения величины магнитного момента ферромагнитной частицы 2.

Эти способы позволяют судить о магнитных свойствах частицы при наблюдении за механическим перемещением в жидкости, воздействуя на нее различными магнитными полями.

Недостатком этого способа определения характеристик является относительная сложность аппаратуры, которая требуется для реализации способа.

Целью изобретения является упрощение способа измерения и возможность определения характеристик магнитных микрочастиц с помощью более простых средств.

Поставленная цель достигается тем, что частицу помещают в жидкость, воздействуют на нее магнитным полем и наблюдают за механическим перемещением ее. При этом предварительно намагниченную частицу размагничивают импульсным полем противоположным намагниченности частицы такой величины, что длительность воздействия импульсного поля достаточна для заверщения перестройки магнитной структуры, но недостаточна для изменения ориентации частицы, создают дополнительное магнитное поле, по отсутствию изменения в ориентации частицы на действие дополнительного магнитного поля судят об уменьшении остаточной намагниченности частицы до нуля, состояния магнитного насыщения, причем длительность импульса размагничивающего поля достаточна для завершения.перестройки магнитной структуры, но в процессе воздействия которого частица остается неподвижной, а уменьшение остаточной намагниченности до нуля определяют по отсутствию отклика частицы на слабое внешнее магнитное поле, вращающее частицу если она еще сохраняет состояние остаточной намагниченности. Общепринято коэрцитивным называть то обратное ноле, которое уменьщает остаточную намагниченность в частице до нуля. Для получения такого состояния в микроферромагнетике наблюдаемом в микроскоп, и определения величины коэрцитивного поля отдельной частицы предлагается следуюнщй порядок осуществления процесса намагничивания, размагничивания и проверки отсутствия состояния намагниченности. Частицу наносят на поверхность вязкой жидкости, например касторового масла или глицерина, заполняющего кювету или покрывающего поверхность предметного стекла и наблюдают в микроскоп. Для уменьщения влияния посторонних полей микроскоп должен быть изготовлен из неферромагнитных деталей. Частицу доводят до состояния магнитного насыщения в однородном поле. Для того, чтобы не происходило переориентации частицы, перемагничивающий импульс создают сразу после выключения насыщающего поля. - . Длительность импульса выбирают из еледующих соображений. Максимальная длительность скачка намагниченности не превыщает 2 млсек: Известно, что если процесс перемагничивания осуществляется путем вращения векторов магнитных моментов атомов то это время будет еще меньше. Следовательно, минимальное время воздействия импульса должно быть примерно на порядок больще времени длительности скачка намагниченности, т.е. 15-20 млсек. Максимальная длительность импульса определяется из условия неподвижности частицы в процессе про хождения импульса. Как показывает опыт, это время будет зависеть от величины вязкости жидкости и имеет порядок от 10 до 10 милисекунд. Величина импульса, который является коэрцитивным полем для частицы, подбирается экспериментально. Если после воздействия размагничивающего импульса частица откликается на вращающее поле, то на нее вновь воздействуют нась1щающим однородным полем и размагничивают импульсным полем другой величины. Коэрцитивным полем, согласно приведенному выше определению, будет поле такой величины, после воздействия которого частица не будет откликаться на внещнее слабое вращающее поле. Импульсное поле можно получить создавая ток в обмотках соленоида либо кратковременным включением аккумуляторов, либо разрядом батарей конденсаторов. Эксперименты показали, что для этой цели годятся электролитические конденсаторы, с помощью которых можно создавать поля в импульсе 10 /10 Э при длительности среднего максимального значения импульса до 20 млсек. Весьма существенным является выбор величины вращающего поля. Величина его будет зависеть от магнитных свойств исследуемого материала и не должно превышать значений полей, в которых наблюдаются обратимые вращения магнитных моментов атомов (Релеевская область на кривой намагничивания). Для железа и никеля, например, максимальные значения вращающих по лей не должны превыщать 3-5 Э. . Формула изобретения Способ определения коэрцитивной силы частиц ферромагнетика, заключающийся в помещении частицы в жидкость, воздействии на нее магнитным полем и регистрации механического перемещения частицы, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерег ния, предварительно, намагниченную частицу размагничивают импульсным полем, противоположным намагниченности частицы, такой величины, что длительность воздействия импульсного поля достаточна для завершения перестройки магнитной структуры, но недостаточнадля изменения ориентации частицы, создают слабое дополнительное магнитное поле, по отсутствию изменения в ориентации частицы на действие дополнительного магнитного поля судят об уменьшении остаточной намагниченности частицы до нуля.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1.. Авторское свидетельство СССР № 396642, кл. G 01 R 33/16, 19.07.71. 2. Авторское свидетельство СССР № 384279, G 01 R 33/16, 02.01.71.