Устройство для измерения термомагнитной добротности

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<>661659!

",. «) 93»

I ь

{61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.0377 (21) 2471313/18-25 (51) М. Кл.2

Н 01 (35/06 с присоединением заявки Ио

Гоеударственный комитет

ССС Р ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 821. 382.2 (088. 8) Опубликовано 050579. Бюллетень No 17

Дата опубликования описания 0505,79 (У2) Автор изобретения

М.П.Банага (У1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕРМ(ИЬГНИТНОЙ ДОБРОТНОСТИ

Изобретение относится к технике измерения тепло-электрофизических и гальванотермомагнитных параметров и может использоваться для исследований преимущественно гальванотермомагнитнык материалов, используемых в генераторах и холодильниках.

Известны уСтройства для измерения гальванотермома нитных эффек- тов $xj.

Устройство позволяет производить измерения термоэлектрической и термомагнитной добротностей. TB часть, устройства, которая предназначена для измерения термомагнитной добротности, содержит. два массивных блока со скользящими зажимами, между кото1зыми располагается измеряемый образец.

Однако такая конструкция является 2О весьма громоздкой, а обеспечение необходимых изотермических и адиабатических условий измерения:требует сложной системы стабйлизации тем пературы.

Известное устройство (устройство

Хармана) (2) позволяет путем раздельного измерения адиабатического р и изотермкческого )" удельных сопротивлений, используя соотняаенке 1 ерлин2 гера p = p (1 - Z Т), определить величину термомагнитной добротности гдето - изотермическая термомагнити ная добротность, а T — температура, при которой она измеряется. устройство Хармана состоит из двух металли-. ческих блоков с больщой теплоемкостью, находящихся в тепловом контакте друг с другом, между которыми располагается измеряемый образец.

Специфика йзмерений подобного рода такова, что термостабилизация требуемых температур достигается помещением устройства в сооуд Дьюара со сжиженным газом и расположенным между полюсами магнита так, что вращение возможно только вокруг вертикальной оси. Одйако устройство Хармана имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, такое устройство исключает возможность определения кристаллографического направления с максимальной величиной термомагнитной добротности, так как при измеренный нет воэможности произвести вращение образца таким образом, чтобы направление тока3, протекающего через образец, все время оставалось перпендикулярным направлению магнит- . ного поля Н в процессе вращения обраэ3

ЬБ1Б ца на 2 к радиай вокруг вертикальной оси. Малейшее же отклонение от условия JL Н, что вполне возможно при измерении устройством Хармана, приводит к возникновению дополнительных эффектов, искажающих измеряемые величины l> и i 5

Но-вторых, иэ-за жесткой фиксации блоков измерение рс и Р" устройством

Хармана, особенно в области низких температур, связано с большими погрешностями,обусловленными возникающи-10, ми в образце термическими напряжениями,связанными с отличием коэффициентов линейного расширения измерительных блоков и исследуемых материалов.

Это особенно важно при измерении 15 сильноаниэотропных веществ.

Целью изобретения является повышение точности измерения термомагнитной добротности и определения кристаляографического направления ее максимальной величины.

Это достигается тем, что в известном устройстве для измерения термомагнитной добротности, содержащем два металлических блока, находящихся в тепловом контакте, и расположенный между ними обраэец, один из блоков выполнен подвижным вдоль направ- ления тока, протекающего через обра"зец ..

Кроме того, для обеспечения тепло- З0 вого контакта между измерительными блоками в них встроены,постоянные магниты.

На фиг.1-4 изображен общий вид устройства; предложенного в различ- 35 ных вариантах, Устройство состоит из неподвижного 1 и подвижного 2 металлических блоков с большой и примерно равной теплоемкостью, например иэ меди, между которыми установ" 40 лен образец 3. Так как специфика из/ мерения требует хорошего теплового контакта между блоками, тб в них встраиваются элементы 4 и 5, а Соприкасающиеся поверхности иэмери- 4g тельных блоков шлифуются и притираются между собой. Под элементами

4 и 5 следуетпонимать постоянные магниты или один магнит и одну стальную пластину, которые размещаются в *р блоке таким образом, чтобы напряжен" ность их магнитного поля не влияла . на свойства исследуемого образца, а их размеры таковы, что сила их взаимодействия для данного коэффициента трения в совокупности с эластичным элементом, например rrpyrrrrrqa, работающая на сжатие, действующим на подвижный блок, должны обеспечить хороший тепловой и электрический контакт образца с блоками и в конечном счете Ю сведут к минимуму термические напряжения. Последние, как правило,возйикают при измерении температурной зависимости термомагнитной добротности вследствие отличающихся коэффи- 65 циентов линейного расширения материа- лов блоков 1, 2 и образца 3. Блоки электрически изолированы друг от друга с помощью очень тонкой прокладки 6 с большим коэффициентом удельной теплопроводности, например слюда (фиг.1), или металлизированная пластина из окиси бериллия (фиг.2-4) .

В предлагаемом устройстве образец располагается таким образом, что ось вращения совпадает с направлением протекания тока через образец так, что вращение устройства с образцом вокруг оси не нарушает условия

3,). Н и в то же время позволяет измерять термомагнитную добротность для любого направления вектора магнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению тока Э

Предлагаемым устройством можно снимать угловые диаграммы вращения термомагнитной добротности в пределах (p = 0 + 360 (этот угол межцу произвольно выбранным направлением по отношению к осям симметрии кристалла и направлением магнитного поля). Для этого к устройству в его верхней части перпендикулярно к вертикальной оси устанавливается головка с градусными (при необходимости и более точными) делениями, что позволяет точно судить о величине поворота граней образца (осей симметрии кристалла) относительно направления вектора магнитного поля.

Способ измерения с помощью предлагаемого устройства таков. Пропускаем вначале через образец переменный ток строго определенной величины и вращаем устройство с образцом вокруг вертикальной оси. В это время направление магнитного поля изменяется отйосйтельно первоначального его направления по отношению к осям кристалла на такой же угол, на который повернулась делительная головка.

Падение найряжения U ", снимаемое с образца, эаписывается в динамическом режиме на двухкоординационном самописце. Записываемая величина пропорциональна изотермическому сопротивлению образца pè

g = р —. J где 3 и 8 — длина и

Ц 06

-/ ) площадь поперечного сечения соответственно, а ) - величина тока.

Лналогичным образом записывается ol на потенциометре падение напряженияМ, при прохождении через образец переменного тока, где U ïðoïoðöèoíàëüío адиабатическому удельному сопротивлению.

Если через образец пропускать переменный и постоянный ток одинаковой величины,то соотношение Херлингера (см.

6616 9

Формула изобретения

Фиг. r. Фиг.z

- Составитель В.Кручинкина

Техред И.Петко Корректор,O.Êoâèÿcêàÿ

Заказ 2494/57 Тираж 922, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35д Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Редактор ь.лбрамов описание устройства) примет следующий вид: .Ц" Cf - " т (1)

gu gà >v (2)

Величину термомагнитной добротности для различных кристаллографических направлений можно рассчитать по. формуле (2) и нанести точки на графике для различных углов или же с помощью вычислительной машины можно получить сплошную кривую изменения термомагнитной добротности в зависимости от кристаллографического направления.

1. Устройство для измерения термомагнитной добротности, содержащее два металлических блока, находящихся в тепловом контакте, и расположенный между ними образец, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения термомагнитной добротности и определения кристаллографического направления ее максимальной величины, один нз блоков

5 выполнен подвижным вдоль направления тока, протекающего через образец.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е c -я тем, что для обеспечения теплового контакта между изб мерительными блоками в них встроены постоянные магниты;

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

1. Низкотемпературные термозлект11 рические материалы. Сб.статей, Кишинев, АН МССР, 1970, с.35-38.

2. T.C.Harman etagl? The NerustEt t ingshausen energy conversion of mer i t f o B i and Bi-4atn% sba (f oys

) Sordid state Electronics, 1967 т 7, с. 505-508.