Способ определения магнитных моментов ферромагнитных частиц

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Соцналнстнчесинк

Респубпни (ii) 938228 (6I) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.06.80 (2l ) 2940629/18-21 с присоедииеиием заявки М (23) Приоритет

Опубликоваио 23.06.82. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания.26.06 82 (51) M. Кл.

Cj 01 R ЗЗ/12

Гееударстиииый квинтет

CCCP ао делам иэобретекий и открытий (5 ) ДК 621.З17. .44 .{088.8) (72) Автор изобретения

N. Л. Михельсон

4 г

Пензенский государственный педагогический институт. ; им. B. Г. Белинского .

Ф (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при разработке аппаратуры для определения магнитных моментов тонкодисперсных частиц ферромагнитного порошка.

Известен способ определения магнит. ных моментов ферромагнитных частиц, помещенных в жидкость, путем воздействия на нее вращающимся магнитным полем, в котором магнитные моменты определяют по срыву синхроности их вращения $1).

Однако этим способом можно опреде лить лишь сравнительно большие частицы (более 5 мкм), форма которых должна быть видима под микроскопом.

Известен другой способ определения магнитных моментов ферромагнитных частиц, основанный на определении ско рости направленного движения. под дей- 20 ствием магнитного поля в направлении его градиента. Магнитные моменты частиц определяют здесь по расчетной формуле, в которой помимо скорости направ2 ленного движения, градиента магнитного поля и вязкости среды входит радиус час-. тицы,определяемый по ее коэффициенту диффузии (21.

Этот способ имеет ряд недостатков.

Точность в определении радиуса частиц по их коэффициенту диффузии не велика, и связана с тем, что для таких, видимых в обычный микроскоп сравнительно крупных частиц радиуса более 1 мкм, диффузия их недостаточно интенсивна.

Кроме того, требуется весьма длительное время наблюдения за мигрирующими частицами, чтобы определить их смещ ние за счет теплового движения моле- кул среды. Прн таком способе наблюдения остаются невидимыми частицы с разме ром меньше длины световой волны (менее 1 мкм), хотя они имеют большое значение для практики. Этот способ не позволяет получать более полную информацию о большом количестве частиц, т.е. устанавливать распределение частиц по их магнитным моментам, так как наблюй= KTl IV, 3 93822 пение ведется только за отдельной частицей.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения магнитных, моментов ферромагнитных частиц, вклн чающем воздействие на них неоднородным магнитным полем и определение ско. рости направленного движения частиц, пропускают.пробу жидкости с ферромагнитными частицами .через кювету ультрамикроскопа, останавливают ее, разделяют промежуток времени от момента остановки пробы на п интервалов, где каж- дый последующий интервал в 2 раза больше предыдущего, определяют значения радиусов частиц, соответствующие полученным значениям временных интервалов и в каждый временной интервал определяют скорость частиц, установив фотометрический клин ультра- .микроскопа в положение, соответствующее верхнему радиусу частиц следующего интервала, при этом магнитные момен- ты частиц определяют по формуле » 9Jtv

=авилах

30 где Ч вЂ” скорость частиц в направлении градиента магнитного поля; градиент магнитного поляр

Вязкость жидкости; плотнОсть частиц с - ускорение силы тяжести;

9„- радиус внутренней трубки кюветы;

1 — промежуток времени от момента остановки пробы, Кроме того, после Определения1 око о ростей частиц, прекращают воздействие магнитного поля и определяют концепт рацию частиц в каждый из интервалов.

На фиг. 1 приведена сх4ма устройства для определения магнитных моментов ферромагнитных частиц, на фиг. 2вид А на фиг. l.

Устройство содержит исследуемый гидрозоль 1 с ферромагнитными частицами, ультрам кроскоп 2, лампочку 3, фотометрический клин 4 с лимбом, стеклянную трубку 5 в кювете, где происходит осаждение частиц (радиуса 8< ), диафрагму 6, Счетчик 7 объема, микроскоп В, смотровое поле 9,, вырезаемое . диафрагмой (радиуса 8g) и полюсные наконечники 10 электромагнита, создаю щего неоднородное магнитно поле.

Способ определения магнитных моментов ферромагнитных частиц заключается в следующем.

Поток воды с взвешенными частицами

1 поступает из сосуда в кювету ультрамикроскопа 2 и затормаживается в ней.

Дампочкой 3 и фокусирующими линзами создается освещенная зона в трубке 5.

Световые вспышки or частиц наблюдают с поМощью микроскопа 8 и диафрагмы 6.

Гашение света для отсечения мелких частиц 1 осуществляют с помощью фотометрического клина 4. Концентрацию частиц определяют при медленном движении потока путем счета световых вспышек, пересекающих освещенную зону. Объем

Гизмеряемой пробы определяют по счетчику объема 7. Для измерения магнитных моментов частиц включают электромагнит с полюсными наконечниками 10 при полностью остановленном потоке воды. В неоднородном магнитном поле частицы 1 проходят путь,1 в смотровом поле 9 за время, определяемое с помощью электронного секундомера.

С момента остановки пробы воды Ведется отсчет времени по стрелочному секундометру. Одновременно ведут счет световых вспышек от частиц 1 при медленном движении потока. При этом фиксируют по счетчику объема 7 объем пробы и подбирают величину диафрагмы 6 такой, чтобы частицы по одной пересекали освещенную зону.

Число частиц l в единице объема определяется по формуле где у - число сосчитанных частиц 1;

- объем пробы;

К вЂ” коэффициент зависящий or вели7 чины диафрагмы 6.

По истечении времени „в освещенной зоне кюветы будут находиться частицы 1 с радиусом меньше „(.,), так как частицы с р1, р„успевают пройти путь от верхней части кюветы до смотрового поля и покинуть его. Зависимость г= (,) можно установить, приравнивать силу тяжести силе сопротивления среды. Для шарообразных частиц плотностиф эта зависимость имеет вид

Ь вЂ” яг g=bJfg г

В

Откуда

1 где $. — Вязкость воды;

- ускорение силы тяжести.

938228 6 момента остановки пробы на и интервалов, где каждый последующий интервал в 2 раза больше предыдущего, определяют значения радиусов частиц, соответствующие полученным значениям временных интервалов, и в каждый временной интервал определяют скорость частиц, установив фотометрический клин ультрамикроскопа в положение, соответствующее верхнему радиусу частиц сле10 дующего интервала, при этом магнитные моменты частиц определяют по формуле где — - градиент, магнитного поля; ав

8Х

Ь„- время or. момента остановки пробы; 1 — время прохождения частицей пути 3,1 .

Достоинством данного способа является воэможность определения магнитных моментов полидисперсных частиц в широком диапазоне их размеров и определе15 ние распределения числа частиц по их магнитным моментам. Следует отметить, что диапазон размеров частиц может быть увеличен по сравнению с описанным путем изменения размеров кюветы, где

20 происходит осаждение частиц, и применения жидкостей с другой вязкостью.

9ЛЧ

as(ax

2$

Формула изобретения

Способ определения магнитных моментов ферромагнитных частиц, включающий воздействие на них неоднородным

30 магнитным полем и определение скорос ти направленного движения частиц, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, пропускают пробу жидкости с ферромагнитными частицами

5 через кювету ультрамикроскопа, останавливают ее, разделяют промежуток времени от:

Магнитные моменты частиц определяются по формулам: с, у5 лЕ д„ . аь!ах у где Ч вЂ” скорость частиц в направлении градиента магнитного поля;

86/3X — градиент магнитного поля; — вязкость жидкости;

)" — плотность частиц; с — ускорение силы тяжести; — радиус внетренней трубки кюве1 ты; — промежуток времени от момента

М остановки пробы, 2. Способпоп. l, îòëè÷àþшийся тем, что после определения скоростей частиц прекращают воздейсгапе магнитного поля и определяют концентрацию частиц в каждый из n HHтервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 487359, кл. С, 01 R 33/12, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М. 396642, кл. Q 01 R 33/16, 1971.