Диссертация (1097990), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Запишем систему уравнений Максвелла в этойпластине: 4   Erot H jcc t Hrot Е  c tdiv H  0,div E  0(55а и 55б),(56а и 56б),где плотность тока j  E .Взяв ротор от уравнения (55а), получим 4  rot rot H  grad div H   2 H rotE rotEcc tучитывая уравнения (55а) и (56а) из (57), получим:  2 H 4 H2Hc 2 t 2c 2 t(57),(58).Поступая аналогично с уравнением (55б), легко прийти к уравнению:  2 E 4 EEc 2 t 2c 2 t(59).При протекании в передающей катушке тока частоты , магнитное иэлектрическое поля будут также меняться с той же частотой, и решенияуравнений (58) и (59) могут быть найдены в виде: i t  px   qxE  E0eeH  H 0 e i t  px   e  qx(60),(61),где x – направление перпендикулярное проводящей плоскости.

Величины p и q можно оценить как:pq 2 222  16  / c  c22  16  / c  c2222111/ 21/ 2(62).- 128 Если частоты не слишком велики, а проводимость не слишком мала, то 4 (токи смещения пренебрежимо малы), то1  2 pq c  21(63),где – глубина классического скин-слоя  c 2 12(64).Таким образом, электромагнитная волна после прохождения проводящей пластины толщиной d, изменит свою амплитуду и фазу: i  t  d   dH d  H 0e e (65), i  t  d   dEd  E0 e e (66).Аналогично меняется амплитуда и фаза вектор–потенциала, а следовательно, и ЭДС индукции 1. При компенсационном методе измерения регистрируется сигнал: 1   10   1d  1 dc dt A0 Ad ds(67),1где A 0 и А  – соответственно вектор–потенциалы в отсутствии и приналичии проводящей пластины:d 1 i   1 ~  0 1  eИз выражения (68) видно, чтомнимойJm( 1 ) части,1(68).состоит из действительнойRe(1 )ито есть при внесении проводящей пластины между ка-тушками изменяется не только амплитуда, но и фаза сигнала.

Таким образом,измеряемое значение V можно найти по формуле:V  R 2e1   Jm 2 1 12d2 Re 1    0 1   (69).- 129 dДля малых d и больших    1 можно приближенно считать1 ~  0d~  0d (70),что экспериментально и наблюдается (Рисунок 70а).При нарушении условияd 1 наблюдается отклонение от линейнойзависимости (70) и для определения а в зависимости от d и 1 используют-ся номограммы, полученные экспериментальным путем на образцах из олова,свинца, –латуни и меди известной площади и толщины (Рисунок 70б).Рисунок 70. а) Зависимость сигнала разбаланса ЭДС от толщины и видаэлектропроводящих материалов; б) номограмма для определения удельнойэлектропроводности от сигнала разбаланса ЭДС приемных катушек.Выбор величины стандартной площади проводящей пластины (<S> = 6мм2) производился из следующих соображений:а) Образцы должны быть пригодны для дальнейших измерений электрических характеристик четырехзондовым методом и поэтому должныпредставлять из себя длинные прямоугольные пластины.б) Линейные размеры образца (длина и ширина) должны с одной стороны быть достаточно велики, чтобы уменьшить влияние краевых эффектов,с другой стороны некоторые вариации этих размеров должны приводить кзаметным изменениям сигнала.- 130 Калибровочные измерения на образцах различных металлов показали,что при <S> = 6,00 мм2 = (1,504,0) мм2 вариации размеров b и а.

в пределах±20% приводят к прямо пропорциональным изменениям сигнала1, то есть 1 ~  0 S обр.и для определения проводимости по номограмме использовалось зна- 1э   1чение:еслиS обр.S| S обр.   S |S(71),(72).Соотношение (72) выполнялось для всех исследованных образцов, таккак исходный образец графита можно врезать с площадью достаточно близкой к <S>, а при интеркалировании линейные размеры ИСГ в базисной плоскости почти не меняются. Учитывая возможные погрешности калибровки иточности установки образцов, ошибка в измерениях а оценивается в ±10.2.4.5.

Четырѐхзондовый метод измерения электросопротивленияОпределение сопротивления образцов проводилось четырехконтактным методом на постоянном токе. Ток через образец и напряжение на немрегистрировались, соответственно, цифровыми ампервольтметрами Щ4310 иФ30. Для измерения зависимости сопротивления от температуры, образец вспециальной вакуумной вставке помещался в гелиевый криостат.

Регулировать температуру образца можно было, изменяя его положение в криостатенад уровнем жидкого азота, либо гелия. Определение температуры производилось с помощью медь–константановой термопары в области от 77 до 300К,и с помощью термопары медь–железо в области температур 4,277К, сигналс которых регистрировался цифровым ампервольтметром Ф30.

В области от1,5 до 4,2К понижение температуры осуществлялось откачкой паров жидкогогелия и температура определялась по упругости паров гелия ртутным манометром с точностью 0,05К.- 131 2.4.6. Экспресс метод измерения электросопротивления низкоплотныхуглеродных материаловМонтаж образца для измерения электросопротивления стандартнымчетырехзондовым методом занимает довольно много времени и достаточнотрудоемок. Для измерения сопротивления гибких графитовых фольг и любыхдругих эластичных электропроводящих материалов была разработана методика и создана специальная установка, которая позволяет на несколько порядков сократить время измерения (Рисунок 71).Рисунок 71.Установка для экспресс метода измерения электросопротивления четырех зондовым методом на постоянном токе: а) фото установки; б)схема "монтажа" образца.Образец ГФ помещался на опорную плиту, на которой эквидистантночерез 5мм расположены платиновые электроды, и через эластичную диэлектрическую прокладку прижимался силовой плитой с помощью винта.

Достоинством установки является и то, что на ней можно измерять сопротивлениеразличных участков образца, подключая цифровой вольтметр к разным по-- 132 тенциальным контактам. Для исключения термоэлектродвижущей силы, всеизмерения проводились при двух противоположных направлениях тока.2.5. Методики создания высоких давлений2.5.1. Методика создания высоких давлений при низких температурахВысокие гидростатические давления (до 12 кбар при 4,2К) в настоящейработе создаваясь, при помощи камеры фиксированного давления ("бомбы"),конструкции Е.С.

Ицкевича [194, 195]. Чертеж камеры фиксированного высокого давления приведен на Рисунок 72. Основные конструктивные деталимодернизированного мультипликатора были выполнены из немагнитного ивысокопрочного материала бериллиевой бронзы (БРБ–2), подвергнутой двумциклам термической обработки (закалки), что позволило получить твердостьдеталей ~ 40 ед. по шкале Роквелла. Все движущиеся детали и рабочий канализготовлялись по 7 классу точности и полировались. Корпус бомбы имелвнешний диаметр 21 мм, а диаметр внутреннего канала – 4,5 мм.Камера состоит из двух свинчивающихся частей. В нижней части находится рабочий канал камеры высокого давления, в которой помещается образец, смонтированный на обтюраторе.

Обтюратор, на котором монтируетсяобразец, фиксируется в камере с помощью пробки. В центральной части обтюратора имеется двухступенчатое отверстие, через которое в рабочий каналвводятся потенциальные и холловские контакты образца, а также термопара.Отверстие обтюратора заполнялось смолой «Аральдит», которая затем подвергалась полимеризации при температурах 180 - 200С.

В качестве рабочейсреды, передающей давление на образец, использовалась смесь 70% обезвоженного керосина с 30% трансформаторного масла, либо смесь 50% н–пентана (изо–пентана) с 50% трансформаторного масла. Сжатие рабочей среды в бомбах типа [194] производится путем закручивания пробки 4 (Рисунок72), при комнатной температуре, с последующим охлаждением до температуры жидкого гелия. При завинчивании пробки усилие по системе подвиж-- 133 ных поршней передается на комбинированный поршень, который, перемещаясь, создает давление в рабочем канале. Комбинированный поршень состоитиз двух частей, которые сочленяются муфтой их кембрика.

При давленияхР~10 кбар нижняя часть поршня должна полностью входить в рабочий канал,так как бронзовый поршень без поддержки при таких нагрузках разрушается.В работе [196] было установлено, что в процессе охлаждения, из-заразличия коэффициентов термического расширения материала камеры (БРБ2) и рабочей смеси, происходит скачок давления, приводящий к необратимым изменениям структуры образца и наличию значительного градиентадавления в рабочем канала.

Характеристики

Список файлов диссертации