Способ неразрушающего контроля качества магнитных материалов Советский патент 1979 года по МПК G01N27/78 

(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

705322;: внёй1йего и переменного низкочастртного магнитных полей. Последователь но экранируя от внешнего магнитного поля некоторый объем образца по иска IreHMflM HНИИ спектра ЭПР в этом объе ме судято качестве кристалла. При этом длина исследуемого участка обра ца должна быть не меньшей его диаметра . На слг1дываемое на образец низко tfaiiJfoffloe переменное магнитное поле соэдак5т системой проводников, по KCTdptJM npof ekaeT пёременный . Сигнал магнитного резонанса регистри руется на частоте низкочастотного ftei3e%HHbroMaiHrtTHoro поля. Способ эффективен при определении качества образцов магнитных диэлектрШов сйёциальной формы, таких как рубиновые стержни. J Недостатком указанного способа является низкая пространствен 1ая ра решающая способность на образцах большого объема, обусловленная срав яительно большой величиной объема, Йосл оватедьно экранируемого от вн него магнитного поля. При сравни тельно больших величинах ig-d вб ольших объемах образца нельзя возбудить волны СВЧ. Поэтому этот способ прйГойен дляогфаничей{ГогъKJiaic . Си; Магнитимых ДИэлектрик ой, йМёюийх малые величины тангенса угла потерь (tg-cflO) ...,; - Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы повысить прЬстран стйеннукг разрешающую способность йр определении качества магнитных ЬиаЛой и расширить класс исследуемй Г веществ, в частности/ опреД1ейят качество кристаллов диэлектриков С большими величинами тангенса угла потерь (igtf 10) . . .Поставленная цель достигается те что в изаестном способе неразрушаю «его контроля кач естйа магН1гГных материалов/ включающем наложение вн него магнитногополя с одновременным вбздёйстйием низкочастотного переменного магнитного Ьоля/ параллельного внешнему магнитнойуполю, и возбуждение спиновой системы СВЧ-йолем, вектор магнитной кЬмпоненты которого омпланарен векторам достоянного внешнего и пеЕ еМейногр низкочастотного магнитных полей, а также перемещение области аозбуяо вния И регистрацию cneiiffpa магнитного, резонанса по искажениям которого судят о структурных йейовёрШеНствах материала, сотласно изобретению/ исследуемый материал помеь ют в дифрагирующее на отверстии в полуйространство СВЧ-Ъ Ш Линейно поляризованной волны, при ЭТОМ спиновую систему образца возбуждают |локально и одновременно на „этот же объем образца воздействуют переменным магнитным полем.. Суть способа состоит в том, чтов нем используется явление дифракции, электромагнитного поля в сво-бодное Ьространствр малым отверстием в проводящей плоскости, ограничивающей некоторый замкнутый объем, в котором имеется определенное распределение . Помещая . исследуемый материал в дифрагирующей на отверстии волны (в поле излучения) и накладывая на внешнее магнитное поле, возбуждают спиновую систему в сравнительно большом объеме. При этом индуцируются переходи между энергетическими уровнямй спиновой системы исследуемог6 магнитного материала которые обусло вливают диссипацию энергии СВЧ-поля в условиях магнитного резонанса, . Однако, вносимый исследуемым магнитным материалом дополнительный импеданс fe СВЧ-тракт обусловлен толйкб ЛИШЬ СВЧ-полем в малой области полупространства, близкой к зойё возбуждения, и практически не зависит от потерь в волновой зоне излучения, то есть наблюдают возбуждейную спиновую систему в малом объеме. же объем накладйёаётся переменное низкочастотное Магнитное поле-, также быстро затухающее с расстоянием/ которое . воздействует на спиновую систему S небольшом объеме. Такое получено путем создания локальной неоднородности плотности йОверхностного переменного низ-. кочайтотного тока. Сигнал магнит нбго резонанса регистрируется на этой же частоте. Суперпозиция Двух быстро затухающих ;,в пространстве пблей С увеличением расстояния от зоны возбужЦёнйя определяеТ резко ограниченный объем исследуемого материала/ в котором формируется наблюдаемый спектр магнитного резонанса. Такая конфигурация (Магнитных полей обеспечивает вйсойую пространственную разрешающую способность предлагаемого споСоЬа контроля. Нерезонансные потери в исследуемом материале могут быть большими поскольку не требуется возбуждать СВЧ-волны во всем объеме образца, т. е. отсутствует ограничение объема исследуемого образца в зависимости . Поэтому способ обеспечивает контроль образцов больших размеров магнитных материалов как с малыми, так и с большими нерез рнансными потерями (tptf ) . ОН эффективен при контроле каче;ртва широкого класса материалов магнитных проводников и магнитных диэлектриков . 5. ,,, Согласно описываемому способу образец магнитного материала больших размеров помещают во внешнее магнитное поЛе. В малом объеме образца локально возбуждают спиновую систему магнитной компонентой линей но поляризованной СВЧ-волныг дифрагировавшей на отверстии, и на этот же объем локально воздействуют ttepe менным низкочастотным магнитнйп . Медленно меняя IBнешНееШгщт ное поле, наблюдают cneKTJ} магнит ного резонанса. При этом векторы внешнего и низкочастотного переменного магнитных полей параллельйы, а вектор магнитной ксмпонёнта СВЧ-прля направлен либо перпёндикулярног либо параллельна этим Bekioiiaw в Зависимости от природы энергетических уровней, между котор ми индуцирумтся переходы в услр иях магн|1ТНр17б резонанса. Перемеща по образцу область локального воздействия переменными полями, каждый раз регистрируют спектр магнитного резонанса и по его искажениям судят о степени несовершенства кристалла, наличии отдельных структурных дефектов и их -пространственном расположении по кристаллу. т Формула изобретения Способ неразрушающего контроля качества магнитных мат ериаЛЬв, Bkjmcf-i. 2 чающий наложение:внешнего постояйного магнитного поля .с одновременным воздействием низкочастотного переменного магнитного поля, параллельно- го внешнему магЙитном; полю и возбуждение спиновой системы образца СВ полем, вектор магнитной компоненты которого компланарен векторам постоянного внешнего и переменного, магнитных црлей,. а также перемещение области возбужден.ия и регистрацию спектра магнитного резонанса, по искажениям которого судят о структур ных несовершенствах материала, от- Я и ч & и « и и G я тем, что, с цёJгй ю пбвшленйя прЬсТр нственной разрешающей способности я расширения класса контролируемых материалов, исследуемый материал псмещают в Дифрагирукедее на отверстии в полупространство СВ;Ч-п6ле линейно поляризованной волны, при этом спиновую систему образца возбуждают локально и одновременно воздействуют на этот же рбъеМ образца низкочастотным переменным магнитным полем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l.n.F.Sbohp.b-Xppe.iKhvs 33, 10J91021, Д962. 2. Авторское свидетельство СССР 54681.4, кл. G 01 N 27/78,