Способ диагностики магнитных включений в ферромагнитных веществах

 

зим 4 ° л 1у я х а МБ/1

r . ° -а .СИЮ

О П И С А Й-И""Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 721721

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 lO 5.74 (21) 2 02 5 3 2 2/1 8- 2 5 (51)М. Кл. с.присоединеиием заявки ¹

G 01 N 25/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 537.226 (088. 8) Опубликовано 1503.80. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 180380 (72) Автор изобретения

В . В . Г ерник (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ МАГНИТНЫХ ВКЛОЧЕНИЯ

В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ВЕЩЕСТВАХ

Изобретение относится к технике анализа микропримесей в ферромагнитных материалах, металлах, сплавах и в ферритах.

Такие примеси, образуя микро-или субмикроскопические включения, зачастую сами обладают ферромагнитными свойствами.

К наиболее распространенным спосо- 0 бам диагностики микровключений относятся микрорентгеноспектральный микродифракционный и электронномикроскопический анализы, даюшие сведейия соответственно о содержании элементов, параметрах кристаллической решетки и морфологии включений (1), f2) .

Недостатками укаэанных способов является их трудоемкость, а у первых 20 двух и низкая разрешаюшая способность по отношению к субмикроскопическим включениям размером порядка

0,1 мкм.

Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому способу является способ диагностики магнитных включений в ферромагнитных веществах, основанный на определении температур Кюри включений по остаточной намагниченности (3).

Данный способ также не позволяет определят ь с убмик рос копичес кие в ключения.

Целью изобретения является выявление субмикроскопических включений и установление количества составляюших их химических фаз ° указ.-:.иая цель достигается тем, что по предлагаемому способу на образец в процессе измерений накладывают переменное размагничиваюшее поле с амплитудой, меньшей коэрцитивной силы включений при комнатной температуре, и по характеру изменения кривой остаточной намагниченности находят темгературы Кюри включений.

Предлагаемый способ основан на следуюшем установленном эффекте. В ферромагнитных минералах, металлах и сплавах., а также в магнитомягких ферритах остаточная намагниченность возникаюшая в результате задержки доменных границ при их возврашении .к исходному положению после выключения намагничнваюшего поля, обычно весьма мала по сравнению с намагниченностью насышения этих вешеств, 721721 поскольку мала их коэрцитивная сил Н . У магнитных микровключений

Н, как правило, больше, чем у матрицы благодаря, главным образом, их незначительным размерам. После выключения намагничиваюшего поля

Н > Нг микровключения приобретают .малый, но устойчивый! магнитный момент в направлении Н. При этом они взаимодействуют с примыкающими доменами матрицы таким образом, что магнитный момент спинов в пограничном слое матрицы ориентируется по направлению намагниченности поверхности микровключений (реже наоборот — при отрицательном знаке обменного интеграла). В итоге ферромагнитная матрица приобретает дополнительный момент, соизмеримый или намного больший момента, обусловленного задержкой границ.

На чертеже представлены графики зависимости остаточной намагниченнос— ти Jr от температуры.

Описанный эффект позволяет применить давно и широко известный метод определения температур Кюри по оста- 25 точной намагниченности.

С этой целью в образце создают нормальную или идеальную остаточную намагниченность Jr

Затем образец нагревают до опре- Щ деленной температуры Т и при этой температуре изменяют сохранившуюся часть его остаточной намагниченности (Т). Если данная температура не превышает Т микровключений, J„ (Ò) убывает на величину, соответствующую температурному спаду спонтанной намагниченности. В противном случае микровключения с Т, меньшей температуры нагрева, полностью теряют фер- 40 ромагнитные свойства, и J (Т) резко убывает на величину их вклада в общую намагниченность, что отмечается изломом на кривой 7г (Т) (кривая 1 на графике).

Однако изломы на кривой 1г (Т) могут возникать при разрушении Jr и к другим причинам, не связанным с температурой Кюри, например при химичес— ком разрушении вещества, либо в области блокирующих температур, эначитель- 50 но меньших Т, С другой стороны, нередки такие сочетания )г микровключений, когда размагничивание части их в своей Т не проявляется четким изломом на кривой 2г (Т). Для уверен- 55 ного определения Т использовано свойство коэрцитивной силы (Н ) непрерывно и быстрее г стремиться к нулю в окрестностях Т и исчезать вместе с г при разрушении ее по иным о причинам.

Поэтому в каждой точке наблюдения после взятия замера J„ (T) на образец накладывается небольшое размагничиваюшее переменное поле с максимальной амплитудой h 0,1 Н и измеряется h 3„ — размагниченная этим полем часть „ (Т). При подходе к близлежащей Т коэрцитивная сила частиц с данной Тс понижается до ве личины Н 4 и, начиная с этого момента, вплоть до Т переменным полем . и снимается определенная часть

Ьэ

В самой Т, где Зг данных частиц полностью размагничена, поле b уже не влияет на )„(Т) или влияет в меньшей степени — за счет понижения Н частиц с более высокой Т . При температурах, где остаточная намагниченность разрушается. по разным причинам преждевременно, 3i- (Т) не реагирует на размагничиваюшее поле °

Таким образом, минимумы на кривых h J„ отбивают температуры Кюри компонентов гетерогенной смеси °

Температурный интервал наблюдений по опыту не должен превьхаать 25 С, амплитуды 11 подбирают эмпирическим путем с учетом коэрцитивного спектра образца. На графике показан,пример воздействия на образец магнетита переменным полем с амплитудами

10,20 и 30 3 (кривые 2,3,4). Отрицательные значения Ь1г связаны с обратным магнитным взаимодействием частиц с матрицей или между собой.

Точки Кюри отмечены стрелками 5.

Понятно, что описанным методом выявляются микропримеси с Т, мень«ей, чем у вещества матрицы.

Формула изобретения

Способ диагностики магнитных включений в ферромагнитных веществах основанный на определении температур Кюри включений по остаточной намагниченности, о т л и ч а ro ta и йс я тем, что, с целью выявления субмикроскопических включений и установления количества составляющих их химических фаз, на образец в процессе измерений накладывают переменное размагничиваюшее поле с амплитудой, меньшей коэрцитивной силы включений при комнатной температуре, и по характеру изменения кривой остаточной намагниченности находят температуры Кюри включений

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современные методы минералогического исследования. М., Недра, 1969, т.1, с.137, 169, 196.

2. Современные методы минералогического исследования. N., Недра, 1969, т.2, с.7.297.

3. Вагин Е.И. и др. Известия

А Н СССР. Физика Земли. 1969, 1(911, с.бб (прототип).

121721

Составитель Е.Майорщин

Редактор И.Шубина Техред Н.Ковалева Корректор ц.Синицка

Заказ 12 35 Тираж 1019 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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