Автореферат (1097651), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Впервые изучено поведение остаточной намагниченности внеземноговещества (обыкновенные хондриты, SNC или марсианские метеориты,румурутиты или R-хондриты и др.), а также природных и синтезированныхземных аналогов (горные породы, порошки железа, магнетита и пирротина вэпоксидной смоле) при комнатной температуре при воздействии высокихгидростатических давлений до 1.2÷2.0 ГПа и при использованиивысокочувствительного сквид-магнитометра 2G Enterprises вместе соспециально разработанными компактными немагнитными композитнымикамерами высокого гидростатического давления.
На обширном материалеобразцов - более 60, характеризующихся широким спектром магнитныхминералов, а именно магнетит Fe3O4, титаномагнетит (Fe3O4)1-x(Fe2TiO4)x,36моноклинный пирротин Fe7S8, железо Fe0 и никелистое железо Fe-Ni, гематитα-Fe2O3, гëтит α-FeOOH, грейгит Fe3S4, показано, что приложениегидростатических давлений в практичеки нулевом магнитном поле (<5 мкTл)при комнатной температуре приводит к необратимому размагничиваниюобразцов: уменьшению остаточной намагниченности до 84% [Глава 2].2. Показано, что степень размагничивания остаточной намагниченностидавлением, также как и дальнейшее поведение образцов после снятия давления,контролируется в первую очередь доминирующим магнитным минераломобразца.
После снятия давления в зависимости от типа магнитного минераланаблюдается либо отсутствие изменений в остаточной намагниченности поотношению к остаточной намагниченности образцов под давлением (IRMp), либодальнейшее уменьшение на δ до 7% от SIRM, то есть, IRMp-δ, либовосстановление остаточной намагниченности на δ до 19% от SIRM, то есть,IRMp+δ. Для одного и того же типа магнитных минералов степеньразмагничивания давлением обратно пропорциональна магнитной жесткостиобразцов, количественно выражающейся через остаточную коэрцитивную силуBcr.
При этом разные виды остаточной намагниченности: естественнаяостаточная намагниченность NRM, термоостаточная намагниченность TRM,изотермическая остаточная намагниченность насыщения SIRM имеют разнуюустойчивость к воздействию гидростатических давлений. NRM наиболееустойчива к воздействию гидростатических давлений, TRM и SIRMхарактеризуются меньшей, но сравнимой между собой устойчивостью квоздействию гидростатических давлений [Глава 2].3. При обобщении экспериментальных данных по размагничиванию остаточнойнамагниченности образцов при воздействии гидростатических давленийпостроена феноменологическая модель, которая, в зависимости от типамагнитного минерала образца и его магнитной жесткости (Bcr), позволяетоценить степень размагничивания остаточной намагниченности образца привоздействии гидростатических давлений 1.2 ГПа (1.8 ГПа для Fe0 и Fe-Niсодержащих образцов) [Глава 2].4.
Исследование ряда образцов - обыкновенный хондрит Саратов, ряд базальтови аналогов, подвергавшихся сверхинтенсивному воздействию динамическихдавлений и температур в плоско-волновых ударных и сферических ударновзрывных экспериментах показало, что в результате ударных воздействий37магнитные свойства ударно-метаморфизированного (шокированного) веществамогут существенно меняться, причем сверхвысокие давления неизбежноприводят к разогреванию материала мишени - возрастанию ударноиндуцированныхпиковыхиостаточныхтемпературударнометаморфизированного вещества; при этом влияние температуры на магнитныесвойства вещества является доминирующим в случае изменения агрегатногосостояния вещества - полного или частичного плавления, изменения егохимического состава (например, в результате окисления), термоиндуцированного магнитного разупорядочения или фазовых превращениях вмагнитных минералах мишени (таких как тетратэнит → тэнит). В случаесверхвысоких температур шоковая остаточная намагниченность не образуется, анаблюдается образование термоостаточной намагниченности при разогреваниимагнитных минералов выше соответствующих точек Кюри и их последующемостывании в магнитном поле Земли.
В случае отсутствия фазовых превращенийв магнитных минералах при прохождении ударной волны, магнитная жесткостьвещества мишени увеличивается, что, вероятно, связано с образованиеммикротрещин и дефектов в кристаллической решетке магнитных минераловвещества мишени, что было проиллюстрировано на соответствующих снимкахсо сканирующего электронного и атомного силового микроскопов [Глава 3].5. Впервые предложена и апробирована методика разделения в механическихударных экспериментах последствий ударно-индуцированного нагрева идинамических давлений ударной волны при их одновременном воздействии намагнитные свойства метеоритов и аналогов, заключающаяся в проведениидополнительных экспериментов по нагреву нешокированного вещества вусловиях с максимально возможной контролируемой скоростью нагрева Vн ввакууме от Т0 до T, достигаемых в ударных экспериментах в процессепрохождения ударной волны, а также контролируемой скоростью охлажденияVо, сравнимой с Vо вещества после прохождения ударной волны, ипоследующем сравнении изменения магнитных характеристик исследуемоговещества, в частности Bcr при нагреве и при прохождении ударной волны.Таким образом была выявлена природа ударно-индуцированного изменения Bcrв трех случаях сферически-симметричного ударного-взрывного нагруженияметеоритов и аналогов, заключающаяся в преимущественном воздействиимеханических повреждений ударной волны при увеличении Bcr ипреимущественном воздействии термо-индуцированного нагрева приуменьшении Bcr, причем уменьшение Bcr наблюдалось в результате ударноиндуцированных трансформаций в магнитных минералах [Глава 3].386.
Впервые экспериментально обнаружен и зарегистрирован новый типостаточной намагниченности - радиационно-индуцированная остаточнаянамагниченность RIRM (от англ. “Radiation-Induced Remanent Magnetization”) при облучении ряда образцов метеоритов и аналогов протонами в магнитномполе порядка ∼146 мкТл. Этот новый тип остаточной намагниченности былпредсказан ранее в литературе [Rowe, 1978], однако до сих пор не получалэкспериментальных подтверждений. RIRM характеризуется низкими значениямимедианного поля разрушения, интенсивность RIRM зависит от типа магнитногоминерала, а наиболее эффективное образование RIRM наблюдается натитаномагнетит-содержащих образцах, а также порошковых образцах железа имоноклинного пирротина в эпоксидной смоле.
В случае других магнитныхминералов протонная и свинцово-ионная бомбардировки приводят кдальнейшему размагничиванию материала мишени, то есть, разрушению ихостаточной намагниченности [Глава 4].7. Облучение ряда образцов метеоритов и аналогов протонами, ионами аргона иионами свинца привело к существенным изменениям ряда объемных магнитныхсвойств, и в частности магнитной жесткости (остаточной коэрцитивной силы Bcr)облученных образцов. При этом, в зависимости от доминирующего магнитногоминерала образцов, наблюдался весь спектр изменений. В самом деле, для всехFe0- и Fe-Ni-содержащих образцов, облученных протонами и ионами свинца,наблюдалось значительное снижение магнитной жесткости (до 93%). Такойэффект, вероятно, связан с радиационно-индуцированной аморфизацией илиатомным разупорядочением металлических фаз.
Некоторые магнетитсодержащие образцы демонстрировали обратный эффект увеличения магнитнойжесткости, что наблюлюдалось и на образцах метеоритов группы HED врезультате их облучения ионами аргона Ar2+. Протонное и свинцово-ионноеоблучение не привело к изменению магнитной жесткости пирротин-содержащихобразцов [Глава 4].8. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что совокупныйэффект облучений внеземного вещества в космическом пространствесолнечными космическими лучами с проникающей способностью до сотенмикрон и галактическими космическими лучами с проникающей способностьюдо нескольких метров следует учитывать при изучении магнитных свойствмикрометеоритов, брекчий, реголитовых метеоритов, лунного и астероидногореголита, а также любого поверхностного вещества твердых тел Солнечнойсистемы.
[Глава 4].399. Построена теоретическая модель явления самообращения намагниченностиферримагнетиков, представляющих собой магнитообразующую фракцию всехметеоритов и горных пород, позволяющая проводить численные расчеты длягрупп ансамблей одинаковых и разных невзаимодействующих ферримагнитныхзерен, моделирующих однофазные и многофазные ферримагнитные системыбез учета взаимодействия фаз, как при отсутствии, так и с учетом диффузиимагнитных ионов между подрешетками двухподрешеточного ферримагнетикапри изменении температуры.
[Глава 5].10. Обосновано, что такие физические воздействия, как удары и облучениямогут приводить к ударно-индуцированному и радиационно-индуцированномусамообращению намагниченности ферримагнетиков метеоритов и горных породв результате термодиффузии магнитных ионов между подрешеткамиферримагнетика. При этом причина термодиффузии– нагрев, ударноиндуцированный нагрев, радиационно-индуцированный нагрев – не имеетпринципиального значения. В случае отсутствия радиационно-индуцированногонагрева при корпускулярном облучении – (квази)изотермический процесс радиационно-индуцированная диффузия и рекомбинация магнитных ионов идефектов между подрешетками ферримагнетика также может привести кизменению обменного взаимодействия внутри и между ферримагнитнымиподрешетками и обусловить радиационно-индуцированное самообращениенамагниченности [Глава 5].11. Показано, что в ферримагнитных минералах горных пород возможныпроцессы ударно-индуцированного самообращения намагниченности, в то времякак радиационно-индуцированное самообращение намагниченности наиболеевероятно обнаружить в образцах внеземного вещества, подвергшегосявоздействию корпускулярных облучений в космическом пространстве.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
