Cimmerman (523120), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Йзмврение диэлектрической проницаемости. Используют дна принципиально различных типа методов измерения днзлек ркческой проницаемости: а) волновые, прн частотах )100 МГц путем измерения поглощения; б) емксстные методы, подразделяющнеся на мостовые методы (напрнмер, мосты Нернста, Шеренга н др,), н схемы на основе колебательного контура.
Этн методы, можно применять, например, для намеренна толщнны пленок, для определению диэлектрических потерь в полнклорвнннле, термореактнвных полимерных материалах. 1.11.3.5. Диэлектрические свойства Дилолэягэй Малане. Эта харвктернствка опнсывает смещенне центров тшкестя зарядов нлн поляризацию (дцэлектрнческое смещенне), в находящнхся в электрйческом поле материалах с вязкой электропроводностью [снлнкаты, полимеры н т. д.).
В этих материалах направленного двнження электронов не происходит. Днпольный момент р орнентнруется под действием внешнего электрнческого поля. Диэлектрическая поляризация. Днэлек. трвческая поляризация оценнвается велн- 1.11.3.6. Магнитные свойства и их исследование Некоторые свойства материалов существенно влияют на нх магннтные характернстики, поэтому магвнтные методы исследований, нлн магннтный анализ, служат для определения, например, нзменення структуры н состава металлов н сплавов. Основные параметры магнетизма: а.
рв — магнетон Вора. Представляет собой магннтный момент электрона. ив= -0,9278 !О-ээ А-м', рву йеч!4ято, где 'л — постоянная Планка, равная 6,625Х )С10-эг Вт с'! е, — элементарный заряд злектрона, равный 1,602 10-1э Кулона; шч — масса покоя алентрона, равная 9,108 10 э' кг. б. Основные характернстнкн. Магннтная.яндунцня В. Единнцы намеренна: гаусс, вебер, тесла. 1 Гс 10-ч В см-'= 10-' Вб.м э=10 ' Тл: В = р, р„Д1 В = 7+ р, и.
Остаточная намагннченность В,. Индукцня насыщенна В,. Козрцнтнвная снла Дь — поле, которое нужно првложять для снятая В, (остаточная намагннченность, поле протнвополож- -143 ного направления). Единица измерения: А. см — '. Напряженность магнитного поля Н.
Единица измерения: эрстед, ампер на сантиметр. 1 3=(1074я) А.см-'=79,577 А.м-'. Н=»о4, где )†сила тока; ю — число витков катушки; (†длина катушки. Максимальная напряженность магнитного поля Н . Напряженность магнитного поля при насыщении Н».
Намагниченность 7» г=р,р„н — Р,Н; 7= — В,. Намагниченность насыщения ум Магнитная постоянная р,. Единица измерения Гн м-'. Р»=4п.10-7. Относительная магнитная проницаемость р . )г.=В/р»Н, где Н вЂ” напряженносп, поля в материале. в. Виды магнетизма: — Дизмагнетивм. Представляет свойство атомов. Вследствие наличия связанных электронов в диамагнетиках происходит компенсация орбитального и спинового моментов. Диамагнетнэм проявляется в присутствии внешнего магнитного поля. При этом магнитный момент атомов направлен навстречу внешнему полю.
рв=О. — Парамагнетизм (рнс. 1.369). Предстзв- У ~ г' »)гс73ру 17ис73717 Рис. ьЗЮ. М»гиитиые моменты атомов и парамаг. кетпке Рис. П370. Магвитиые моменты атомов в ферро- магнетике — Антиферромагнетнзм (рис. 1.371). Проявлнется в тех случаях, когда расстояние между ионами металла в решетке очень мало (теория обменного взаимодействия) и магнитные моменты устанавливаются зитипараллельно и компенсируются. Антиферромагнетиками явлнются Мп и его соединения, а танже СпС1», ЕеО и др. (см. также кривую обменного интеграла, рис. 1.375), прн — А имеет место антиферромагнетнзм.
РЬК 7377 Рис. Ь37Ь Атомиые магвитиые моменты в антиферром агкетике Рис Ь372. Атомкые магнитные моменты в ферримасиегике — Ферримагнетизм (рис. 1.372). Нескомпеисированный антиферромагиетнзм носит название феррнмагнетизма. Проявляется у феррнтов (см. распределение в феррицагнетике, рис. 1.373). На этом рисунке белые кружки — кислород; темные кружки — ионы металла в тетраэдрических положениях: заштрихованные — ионн металла в октаэдрическнх положениях. Феррнты представляют соединения окислов двух- н трехвалеитных металлов типа М'+(М'+,М'+)О» со структурой шпинели. Их плотность лежит в пределах от 3,8 до 5 г см-', а удельное электро- сопротивление достигает величины 1Ом Ом.см. Выше точки Кюри феррнты становятся парамагнетиками.
лает свойство атомов, отражающее существование магнитных моментов в отсутствие внешнего магнитного полн. Под действием внешнего магнитного поли в пара- магнетике возникает результирующий магнитный момент, совпадающий с направлением этого поля. При приложении внешнего поля достигается намагниченность насыщения (7 1), которая сильно зависит от температуры ' (с увеличением температуры падаег). Рв»м =1. — Ферромагнетизм (рис. 1.370).
При увеличении напряженности поля Н за счет доменной структуры намагниченность уаеличиваегся. Условиями существования ферромагиетизма являются: во-первых, атомы с незаполненными внутренними энергетическими уровнями (например, 3»7-уровни у Ее, Со, %); во-вторых, расстояния между атомами в решетке должны быть определенными; в-третьих, ферромагнетизм существует только при температурах ниже точки Кюри, так как температура действует в направлении разупорцаочения атомных магнитных моментов. 144 »рис ййуу Рис. Ь37Е Схема расположении доменов: à — граиппа зерна; 2 — домен; 3 — стенка Блоха г.
Домены — элементарные области спонтанного намагничивания, содержащие от 10п до 10" атомов (рнс. 1.374). д. Стенки Блоха — переходные области, ограничивающие соседние домены. Энергии стенки составляет от 0,1 до 1О эрг см ', а толщина — от 100 до 300 атомных расстояний. е. Порошковые фигуры Биттера. Выявление стенок Блоха с помощью рассеяния магнитного потока иа поверхности кристалла, Ферромагнитные порошковые частицы ч Рис. 1.373 тш с тш с Материал Матери аз Ге-Ге,О СоО.ГееОа Р11О.ГезОч СпО Ге,О МйО ГезОа 758 1127 352 17 330 575 520 590 455 310 Ге Со Р(1 Сб Сц МпА1 У(а И рис. 1,ЗТЭ 145 10 — 140 асполагаются в виде порошковых фигур иттера.
ж. Обменный интеграл А. Обозначает сумму действующих обменных сил (13). Распределение различных элементов по областям обменного взаимодействия приведено на рис. 1.375. В области +А находятся Рис. 1.373. Распрелеленне злементов по областнм различных значений знергнн обменного взаимодействии Ге, Со, Р(1, Сб и редкоземельные металлы. При этом атомные магнитные моменты расположены параллельно друг другу. В обтасти — А находятся Мп и Сг. а/77 — отношение межатомиого расстояния а к диаметру б не полностью заполненных внутренних злеьтронных оболочек. з. Коэффициент Слэтера. Отражает со- Рис.
1.Зта Ичл, — обратимое смешение стен- ки Блоха Н«Н<Н вЂ” аффект Бзрк- гаузена Н вЂ” техническое насыще- ние стояние положительного обменного взаимодействия (+А), когда реализуется определенное отношение кратчайшего расстояния между атомами в решетке к среднему диаметру незаполаенной оболочки элемента.
и. Эффект Баркгауэена, скачки Барягаузена. При техническом намагничивании происходит сначала обратимое смещение стенок доменов (при снятии внешнего магнитного поля стенки доменов воэвращаютсн в исходное положение). Прн дальнейшем росте намагничивания происходит смещение стенки и скачкообразный пропесс поворота магнитных моментов области. Процесс (необратимый) называют скачками Баркгауэена (рис.
1.376). к. Температура Кюри Тс — температура, ниже которой спонтанно образуется состоящая из доменов н блоковских стенок магнитная доменная структура. При этом должны быть выполнены условия возникновения ферромагнетиэма (рис. 1.377). Рнс. 1.377 ул Выше температуры То вещество пара- магнитно.
Намагниченность насыщения Х, зависит от температуры (рис. 1.378 для железа). Температуры Кюри уо для различных материалов — см. табл. 47. ТАБЛИЦА Ч7 л. Кривые намагничивания — Намагниченность диа- н парамагнитиы» материалов характеризуется прямой зависимостью от внешнего поля, а проницаемость является постоянной и не зависит ст напряженности поля (рис. 1.379). 7 — пнамагннтнмй материал; 3— возлух: 3 — перамагннтнмй мате- риал — Кривая первоначального намагничивания соответствует случаю.
когда ферро- и ферримагнитный материал впервые намагничивается (рис. 1.38ь). Намагниченность В зависит от внешнего поля. При этом состояние насыщения характеризуется намагниченностью насыщенна В, и полем насыщения Н,. г) формы магнитного материала н конструкции (с зазором или беэ него). Для нормальной или Б-образной кривой (полнкрнсталлические изотропные материалыг большое зпичетше имеет отношение В, В, В Ь,-0.8 -0.8. Другие формы нетель гистерезнса показаны на рис. 1.382 — «.384.
Н Рис. 1.380 1 — ферромагнитный материал; 2 — иоздук Для ферро- и феэпимагнитных материалов проницаемость нелинейно зависит от внешнего поля. зависимое-ь В от Н характеризуется гистереэисом (рис. 1.381). Кривая гисгерезиса может иметь нормальную или Б-образную форму. Рмс. 1.381 1 2 — переоиачальнаи кривая; Н увеличивает. ся, В увеличивается от В О до В: 2 3 — Н 5' уменьшается до О нндуккня уменьщаетсиг В— остаточиаа нидукяия алн намагничивание: 3 З— снятие остатоиного намагничивания с помощью наложения поли противоположного направления: напряженность магнитного воля, соответствующая отсутствию намагниченности возрдитевнан сила— Нв, б засы«пение прв дальнейшем увеличеянн Н, достигается значение — В 1 б 6 †дальнейш з' уменьшение Н приводит к отрнпательному остаточному намагничиванию В В г 2 б и б б— г приеме рззмагнйчивавии (важны для постоянных магвмтовг„б б.
б б н 7-«2 — кривые измам«нчивзння Ширина петли гнстерезиса: широкая петля гистереэиса (Нь относительно велика) характерна лля магннтнотаердых материалов; узкая (Н, сравнительно мала) — для магнитномягких. Форма петли гистереэиса зависит от следующих факторов: а) состава материала; б) вида структуры (монокристалл, поли- кристалл, текстура, анизотропня) и методов воздействии на структуру (деформация, термическая обработка); з) максимального значения Н (Ню); 146 Рнс 1382. Прямоугольная петля гнстерезис» дл» ячеек памяти и сердечников дроссьлей из феррнтовых материалов« В г.
'Вз близко к единице 1381 Рнс. 1.383. Перминиариан петля гистерезнса. Ии. варнантнаа магнитная проиндаемость. При достижении определенного значения Н петля открывается (напряженность пол», соответствующая «открытию» петли) 1381 Рис. 1,383. Релеевская петли гнстереаиса. Образуется, когда максимальное значение поля меньше. чем значение полн насыщения. Используетси в сердечниках н яатуюках 1361 м. Различные виды магнитной проницаемости: — относительная проницаемость рм — начальная магнитная проницаемость (гтносительная), При малых значениях напряженности поля предпочтение следует отдавать более высокому начальному значению проницаемости: )ге — — )ьо ' 1пп (В«'Н); н о — максимальная проницаемость; представляет максимально достижимое для данного вещества значение магнитной проницаемости; — эффективная прониндемостьт Индуктивность кзтушки йй с сердечником рю— 1,е Индуктивность катушки без сердечника Р чьц.; Р зависит от Вж РазмеРа сеРдечника, числа витков катушки, положении сердечника в катушке; — магнитная проницаемость сердечннкат йи=р рз(А)1)срт, где А — эффективное поперечное сечение витка; 1 — средняя длина магнитной силовой линйн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
