Страница:
8.1.5. Необратимое изменение намагниченности ферромагнитного образца, находящегося в слабом постоянном магнитном поле, при циклическом изменении температуры называется температурным магнитным гистерезисом. Наблюдается два вида гистерезиса, вызванных изменением доменой и кристаллической структуры. Во втором случае точка Кюри при нагреве лежит выше, чем при охлаждении.
А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагреве до температуры Кюри при охлаждении.
А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магнитов в систему с предварительным намагничиванием каждого магнита, отличающийся тем, что с целью исключения потери намагниченности при сборке, перед операцией намагничивания каждый постоянный магнит нагревают до температуры, при которой кривые возврата совпадают с кривой размагничивания.
8.1.6. Ферримагнетизм - (или антиферромагнетизм нескомпенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферромагнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противоположно направленные магнитные моменты в силу каких-либо причин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромагнетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда существует точка компенсации суммарного магнитного момента при температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам ферромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.
8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или феримагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых размерах переходят в однодоменное состояние с однородной самопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Совокупность таких веществ ведет себя по отношению к воздействию внешнего магнитного поля и температуры подобно парамагнитному газу (сплавы меди с кобальтом, тонкие порошки никеля и т.д.)
Очень малые частицы антиферрмагнетиков также обладают особыми свойствами, похожими на суперпарамагнетизм, посколько в них происходит нарушение полной компенсации магнитных моментов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные пленки.
Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследованиях, в методах неразрушающего определения размеров, форм, количества и состава магнитной фазы и т.п.
8.1.8. Пьезомагнетики - вещества, у которых при наложении упругих напряжений возникает спонтанный магнитный эффект, пропорциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.
8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помещении их в электрическое поле возникает магнитный момент, пропорциональный значению поля.
8.2. Магнитокалорический эффект - изменение температуры магнетика при его намагничивании. Для парамагнетика увеличение поля приводит к увеличению температуры. что используется для получения сверхнизких температур методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей.
8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или линейной).Величина эффекта для обьемной магнитострикции -3.10 в минус пятой степени, а для линейной - 10 в минус четвертой степени.
А.с. 517 927: Устройство для юстировки блока магнитных головок, содержащее рычаг с закрепленными на его конце указанными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциалов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении, перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носителя, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага, фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом рычаг выполнен в виде магнитострикционного стержня и помещен своей средней частью в полости соленоида.
Этот эффект сильно зависит от соотношения в сплаве и от температуры.
Необычное применение эффекта для нагрева:
А.с. 550 771: Установка для индукционного нагрева текучих сред содержащая массивный сердечник с продольными каналами для прохождения среды и обхватывающее его коаксиально установленныеизоляционную трубку и индуктор, подключенный к источнику переменного тока, отличающаяся тем, что с целью интенсификации нагрева путем информации кристаллической решетки материала сердечника,а индуктор дополнительно подключен к источнику постоянного тока.
8.3.1. Т е р м о с т р и к ц и я - магнитострикционная деформация ферро и антиферромагнитных тел при нагревании их в отсутствии магнитного тела. Эта деформация сопутствует изменению самопроизвольнойнамагниченности с нагревом. Она особенно велика в близи точек Кюри и Нееля, т.к. здесь особенно сильно изменяется намагниченность.
Наложение термострикции на обычное тепловое расширение приводит к аномалии в ходе теплового расширения. В некоторых феромагнитах и антиферромагнитах эти аномалии очень велики.
8.4. Магнитоэлектрический эффект - явление намагничивания ряда веществ в антиферромагнитном состоянии электрическим полем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией расположения магнитных моментов в кристаллической решетке вещества.
Этот эффект позволяет получать сведения о магнитной структуре веществ без сложных нейтронографических последствий и применяется в волноводных устройствах СВЧ.
8.5. В основе гиромагнитных или магнитомеханических явлений лежит вращение электрона вокруг ядра. Суть этих явлений заключается в том, что намагничение магнетика приводят к его вращению (Эффект Энштейна и де Хаасе), и наоборот вращение магнетика вызывает его намагничивание.
Патент США 3 322 364: Способ компенсации влияния гиромагнитного эффекта при угловом перемещении магнитометров результирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отсчитывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результате углового перемещения относительно данного направления, совершаемого самолетом, на котором находится магнитометр. Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропорциональна угловой скорости самолета относительно данного направления. В отсчеты магнитометра вводится пропорциональная этому сигналу коррекция, которая учитывает также угол между указанным выше направлением силовых линий измеряемого поля.
8.6. Магнитоэустические эфекты - (магнитоупругие взаимодействия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимодействия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магнитострикционные эффекты.
А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из волокон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут, отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуатационных характеристик волокна выполнены из ферромагнитного материала и намагничены на требуемом участке звукопровода по всему его сечению в одном направлении.
А.с. 482 634: Способ измерения частоты механических колебаний обьекта основанный на совпадении составляющей вибрации с частотой собственных колебаний одного из несколько упругих элементов, жестко связанный с обьектом, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, жесткость упругого элемента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и по величине тока в момент резонанса определяют частоту механических колебаний обьекта.
8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный резонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромагнитного поля при частотах совпадающих с собственными частотами процессии магнитных моментов электронной системы во внутреннем эффективном магнитном поле. (Поглощение на несколько порядков больше, чем в ВПР).
А.с. 284 161: Способ измерения многновенного значения тока путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферритовый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса помещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возвращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении измеряемого параметра.
8.8. Вблизи точек Кюри и Нееля у магнетиков наблюдается сильные аномалии в изменении различных свойств при изменении температуры. Для ферромагнитиков это - эффекты Гопкинса (возрастание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркгаузена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений или внешнего магнитного поля.
А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференциальной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах, основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напряженность магнитного поля до величины, при которой чило скачков Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет равным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют приращение индукции, по величине которой определяют максимальную дифференциальную магнитную проницаемость.
Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять температуру Кюри и отсутствии магнитного поля.
Близкие эффекты наблюдаются и в антиферомагнитиках.
Л И Т Е Р А Т У Р А
Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений. М., изд-во МГУ 1976. К 8.1. "Наука и жизнь", N'4 стр.44
Физический энцеклопедический словарь, т.5, стр.83, 305-309.
А.с.515021, 239633, 449292, 426183, 504103,466574,
Патент США 3797224. К 8.3. А.с.541530, 541561.
9.КОНТАКТНЫЕ,ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
9.1.При контакте двух разных металлов один из них заряжается положительно, другой - отрицательно и между ними возникает разность потенциалов, называемая к о н т а к т н о й. Она не очень мала - от десятых долей вольта до нескольких вольт и зависит только от химического состава и температуры контактирующих тел "(Закон Вольта)"
А.С.N 508550: Способ контроля качества спекания агломерационной шихты путем изменения электрических характеристик спекаемого материала,отличающийся тем,что с целью повышения быстродействия непрерывности контроля качества ,исключения влияния влажности исходной шихты, измеряют абсолютное значение электрического напряжения (ЭДС) между корпусом спекаемого агрегата и спеченным материалом и сравнивают эту величину с абсолютной величиной электрического напряжения (ЭДС),полученной при спекании материала с эталонными характеристиками.
А.С.N 255620 Способ определения усталостной прочности металла заключающийся в том,что образец из иследуемого металла нагружает его до разрушения и по числу циклов нагружения до разрушения судят об усталостной прочности металла,отличающ с целью определения накопления усталостных повреждений в металле также в процессе его нагружения ;измеряют величину работы выхода электрона с его поверхности например, методом контактной разности потенциалов, по которой судят о накоплении усталостных повреждений в металле.
Контактная разность потенциалов возникает не только между двумя металлами, но и между двумя полупроводниками полупроводником и металлом,двумя диэлектриками и т.д., причем соприкасающие тела могут не только твердыми , но и жидкими.
9.1.1 В основе т р и б о э л е к т р и ч е с т в а
(электризации тел при трении) также лежат контактные явления.Причем знаки зарядов , возникающих при трении двух тел , определяются их составом,плотностью,диэлектрической проницаемостью,состоянием поверхности и т.д. Трибоэлектричество возникает при просеивании порошков, разбрызгивании жидкостей,трении газов о поверхности тел и в других подобных случаях.
А.С.N 224151 Способ испытания органических жидкостей на электролизацию например нефтепродуктов, путем создания в них трением электростатического потенциала,отличающийся тем,что с целью одновременного определения скорости образования и скорости утечки возникающих зарядов,образование зарядов происходит путем вращения твердого тела,помещенного в иследуемую жидкость.
Другой интересный пример - электростатический коатулятор. Он педназначен для очистки воздуха в штреках. Вентилятор гонит по трубе запыленный воздух . Труба разделяется на два рукова один из фторопласта, другой- из оргстекла. Пылинки антрацита трущиеся о стенки , заряжаются поразному: на фторопласте положительно,на оргстекле отрицательно.Потом рукова сходятся в общую камеру,где размноженные частицы антрацита притягива, сливаются и па.
9.1.2. При контакте металла с проводником наблюдается
в е н т и л ь н ы й эффект. Контктный слой на границе металла и полупроводника обладает односторонней проводимостью, что используется,например, для выпрямления переменного тока в точечных диодах. При кополу проводников разных типов проводимости образуется р-п п е р е х о д, также обладающий вентильными свойствами. Это явление используется во многих типах полупроводниковых приборов.
9.2. В металлах полупроводниках процессы переноса зарядов (электрический ток) и энергии взаимосвязаны,так как осуществляются посредством перемещения подвижных носителей тока электронов проводимости и дырок. Эта взаимосвязь обуславливает ряд явлений (Зеебека,Пельтье, и Томсона),которые называют т е р м о э л е к т р и ч е с к и м и явлениями.
9.2.1. Эффект Зеебека состоит в том,что в замкнутой электрической цепи из разнородных металлов возникает т е р м о э.д.с. если места контактов поддерживаются при разных температурах. Эта ЭДС зависит только от температуры и от природы материалов, составляющих термоэлемент. Термо э.д.с. для пар металлов может достигать 50 мкВ/градус; в случае полупроводниковых материалов величина термо э д с выше (10 во 2-ой + 10 в 3-ей мкВ/градус).
А.С. N 263969: Электротермический способ дефектоскопии заключающийся в том,что контролируемую зону нагревают пропуская через нее в течение определенного времени постоянный по величине электрический ток,измеряютпри помощи термопары-датчика температуры ее нагрева и судят о наличии дефекта по отклонению этой температуры от температуры нагрева бездефектной зоны сварного соединения, отличающийся тем , что с целью контроля зоны сварного соединения двух разных металлов, например, контактных узлов радиодеталей, в качестве термопары-датчика используют термопару, образованную соединенными металлами.
Для проверки качества сварного шва снимают распределение термоэлектрического потенциала поперек шва . Пики и впадинылс ш0,0щ на кривых распределения говорят о неоднородности шва, а их величина - о степени неоднородности. Быстро и наглядно.
Если в разрыв одной из ветвей термоэлемента включить последовательно любое число проводников любого состава,все спаи (контакты) которых поддерживаются при одной и тойже температуре, то термо э.д.с. в такой системе будет равна термоэдс исходного элемента.
А.С. N 531042: Термопара, содержащая защитный чехол,термоэлектроды с электрической изоляцией, рабочие концы которых снабжены снабжены токопроводящей перемычкой ,образующей измерительный спай,отличающийсятем,что с целью увеличения срока службы термопары в условиях повышенной вибрации и больших скоростей нагрева, измерительный спай термопары выполнен в виде слоя порошкообразного металла ,расположенного на дне защитного чехла.
При измерении физического состояния веществ , участвующих в контакте изменяется и величина термо э.д.с.
А.С.N 423024:Способ распознавания систем с ограниченной и неограниченной взаимной растворимостью компонентов по температурной зависимости термо э.д.с.,отличающейся тем,что с целью повышения надежности распознавания измеряют термо э.д.с. контакта двух исследуемых образцов
Между металлом , сжатым всесторонем давлением, и темже металлом, находящемся при нрмальном давлении тоже возникает термо э.д.с.
Например , для железа при температуре 100 градусов С и давлении 12 кбар,термоэдс равна 12,8 мкВ .При насыщении металла или сплава в магнитном поле относитель тогоже вещества без магнитного поля возникает термоэдс порядка 09мкВ/градус
9.2.2 Эффект П е л ь т ь е обратен эффекту Зеебека.
При прохожд тока через спай различных металлов кроме джоудева тепла доплнительно выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока,некоторое колличество тепловых (спай сурьма-висьмут при 20градусах С -10,7мкал/Кулон).При этом колличество теплоты пропорционально первой степени тока.
Патент США N 3757151: Для увеличения отношение сигнал шум ФЭУ предлогается способ охлаждения фотокатодов термоэлектрическими элементами,расположенными внутри вакуумной оболочки ФЭУ.
Заявка ФРГ N 1297902: Холодильник устройства для отбора газа, в котором отвод конденсата составляет одно целое с холодильником. На внутренней стороне полого конуса закреплены холодные спаи элементов Пельтье и от него ответвляется трубопровод для отбора измерительнонго газа. Холодильник,отличается тем,что в качестве генератора тока,потребляемыми элементами Пельтье,предусмотрена батарея термоэлементов,горячие спаи которых находятся в канале дымовых газов,а холодные спаи - во внешнем пространстве.
9.2.3. Явлением Томсона называют выделение или поглощение теплоты,избыточнойнад джоулевой,при прохождении тока по неравномерно нагретому однородному проводнику или полупроводнику.
9.3. При контакте тел с вакуумом или газами наблюдается электронная эмиссия - выпускание электронов телами под влиянием внешних воздействий: нагревания (теплоэлектронная эмиссия) потока фотонов (фотоэмиссия),потока электронов (вторичная эмиссия),потока ионов,сильного электрического поля (автоэлектронная или холодная эмиссия),механических или других "портящих структуру" воздействий (акзоэлектронная эмиссия)
Во всех видах эмиссий , кроме автоэлектронной, роль внешних воздействий сводится к увеличению энергетии части электронов или отдельных электронов тела до значения,позволяющего им преодолеть потенциальный порог на границе тела с последующим выходом и вакуум или другую среду.
А.С.N 226040:Способ контроля глубины нарушенного поверхностного слоя полупроводниковых пластин, отличающихся тем,что с целью обеспечения возможности автоматизации и упрощения поцесса контроля,пластину нагревают до температуры ,соответствующей максимуму э к з о э л е к т р о н н о й э м и с с и , которую контролируют одним из известных способов , а по положению пика эмиссии определяют глубину нарушенного слоя.
А.С.N 513460: Э л е к т р о н н а я т у р б и н а,
содержащая помещенные в вкуумный баллон катод и анод и размещенный между ними ротор с лопастями, отличающийся тем, что с целью увеличения крутящегося моментана валу турбины ее ротор вполнен ввиде набора соосных цилиндров с лпастями, между цилиндрами роторов установлены неподвижные направляющие лопатки имеют покрытие, обеспечивающее вторичную электронную эмиссию, например, сурьмяно-цезиевое.
9.3.1. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электрическое поле превращают потенциалный порог на границе тела в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального порога,вследствии чего становиться возможным квантовомеханическое тунелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии электрическим полем.
А.С. N 488268: Способ измерения обьемной концентрации углеводородов в вакуумных системах путем термического разложения углеводородов на нагретом острийном автокатоде и регистрации времени накопления пиролетического углерода до одной из эталонных концентраций,отличающихся тем,что с целью повышения точности измерения время накопления углерода регистрируют по изменению значения автоэлектронного тока.
9.3.2. Наличие на поверхности металла тонких диэлектрических пленок в сильныь полях не мешает походу электронов через потенциальный барьер.Это явление называется э фф е к т о м М о л ь т е р а .
А.С. N.119712: Электронно-лучевая запоминающая трубка с экранными сетками, отличающаяся тем,что с целью хранения записи неограничено долгое время одна из экранных сеток,служащая потенциалоносителем, изготовлена из металлов , излучающих вторично-электронную эмиссию,покрытых пленкой диаэлектрика и обладающих эффектом.
9.3.3. Туннелирование электронов по потенциальным барьерам широко используется в специальных полупроводниковых приборах туннельных диодах. На высоту тунельного барьера можно влиять не только электрическим полем, но и другими воздействиями
Патент Франции N 2189746: Устройство пзволяющее обнаруживать магнитные домены с внутренним диаметром не более 1 мк, основано на определении изменения уровня Ферми иследуемого электрода по изменению высоты туннельного барьера и по его воздействию на величину сопротивления,туннельного пере. Устройство применимо в магнитных долговременных и оперативных запоминающих устройствах.
А.С.N 286274: Устройство для измерения контактного давления ленты на магнитную головку,содержащее упругие элементы и датчики, отличающиеся тем,что с целью осуществления одновременно интегрального и дискретного измерения указанного давления , устройство измерения выполнено в виде полуцилиндра, состоящего из упругих элементов, образующих на корпусе магнитной головки, при этом другой край полуцилиндра выполнен свободным , а под каждой полосой гребенки установлен датчик,например, с туннельным эффектом.
Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М.,"НАУКА",1970
К.9.1 "Юный техник",N.3 стр.17,1976, А.С.484896,461343
К 9.2. А.С.464183 патент ФРГ 1295100
К 9.3. Таблица физических величин. М.,"Атомиздат",
1976,стр.444
10. ГАЛЬВАНО И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
10.1. Гальваномагнитные явления - это совокупность явлений, возникающих под действием магнитного поля в проводимых проводимых, по которым протекает электрический ток. При этом:
10.1.1. В направлении перпендикулярном направлениям магнитного поля и направлению тока, возникает электрическое поле (эффект Эолла).
Коэффицент Холла может быть положительным и отрицательным и даже менять знак с изменением температуры. Для большинства металлов наблюдается почти полная независимость коэффициента Холла от температуры. Резко аномальным эффектом Холла обладает висмут, мышьяк и сурьма. В ферромагнетиках наблюдается особый, ферромагнитный эффект Холла. Коэффициент Холла достигает максимума в точкке Кюри, а затем снижается.
А.с. 272 426: Способ измерения магнитной индукции в образце из магнитотвердого материала путем помещения испытуемого образца во внешнее магнитное поле, отличающийся тем, что с целью повышения точности и сокращении времени измерения через поперечное сечение образца пропускают электрический ток и измеряют Э.Д.С. Холла на его основных гранях, по которой судят об искомой величине.
А.с. 2 836 399: Устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин, содержащее датчик, преобразующий давление и электрический сигнал, датчик положения поршня, усилитель, электронный вычислительный блок и указатель, отличающийся тем, что сцелью упрощения конструкции, в качестве датчика положения поршня и множительного элемента вычислительного блока, использован датчик Холла, магнитная система которого жестко связана с коленчатым валом двигателя, а активный элемент соединен через усилитель с выходом датчика давления, при этом выход датчика Холла через интегратор подключенк указателю.
10.1.2. В направлении перпендикулярном к направлению магнитногополя и направлению тока возникает температурный градиент (разность температур) эффект Эттингсгаузена.
А.с. 182 778: Низкотемпературное устройство на основе эффектов Пельтье и Эттингкгаузена, отличающийся тем, что с целью одновременного использования термоэлектрической батареи как генератора холода и как источника магнитного поля для охладителя Эттингсгаузена, термобатарея выполнена ввиде цилиндрического соленоида.
10.1.3. Изменяется сопротивление проводника, что эквивалентно возникновению добавочной разности потенциалов вдоль направления электрического тока. Для обычных металлов это изменение мало - порядка 0,1% в поле 20 кв, однако для висмута и полупроводников величина изменения может достигать 200% (в полях 80 кв.).
А.с. 163 508: Универсальный гальваномагнитный датчик, содержащий плоские токовые и холловские электроды точечность контакта которых обеспечивает перемычки в теле датчика, отличающийся тем, что с целью уменьшения эффекта закорачивания холловского напряжения токовыми электродами использования одного и того же единого гальваномагнитного датчика как датчика э.д.с. Холла или как датчика магнитосопротивления, или как гиратора, токовые электроды расположены вдоль эквипотенциальных линий поля Холла или под острым углом к ним, например по ребрам плоского датчика, а для перехода из одного используемого эффекта к другому применено коммутирующее устройство и регулируемый источник питания.
А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагреве до температуры Кюри при охлаждении.
А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магнитов в систему с предварительным намагничиванием каждого магнита, отличающийся тем, что с целью исключения потери намагниченности при сборке, перед операцией намагничивания каждый постоянный магнит нагревают до температуры, при которой кривые возврата совпадают с кривой размагничивания.
8.1.6. Ферримагнетизм - (или антиферромагнетизм нескомпенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферромагнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противоположно направленные магнитные моменты в силу каких-либо причин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромагнетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда существует точка компенсации суммарного магнитного момента при температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам ферромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.
8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или феримагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых размерах переходят в однодоменное состояние с однородной самопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Совокупность таких веществ ведет себя по отношению к воздействию внешнего магнитного поля и температуры подобно парамагнитному газу (сплавы меди с кобальтом, тонкие порошки никеля и т.д.)
Очень малые частицы антиферрмагнетиков также обладают особыми свойствами, похожими на суперпарамагнетизм, посколько в них происходит нарушение полной компенсации магнитных моментов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные пленки.
Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследованиях, в методах неразрушающего определения размеров, форм, количества и состава магнитной фазы и т.п.
8.1.8. Пьезомагнетики - вещества, у которых при наложении упругих напряжений возникает спонтанный магнитный эффект, пропорциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.
8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помещении их в электрическое поле возникает магнитный момент, пропорциональный значению поля.
8.2. Магнитокалорический эффект - изменение температуры магнетика при его намагничивании. Для парамагнетика увеличение поля приводит к увеличению температуры. что используется для получения сверхнизких температур методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей.
8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или линейной).Величина эффекта для обьемной магнитострикции -3.10 в минус пятой степени, а для линейной - 10 в минус четвертой степени.
А.с. 517 927: Устройство для юстировки блока магнитных головок, содержащее рычаг с закрепленными на его конце указанными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциалов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении, перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носителя, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага, фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом рычаг выполнен в виде магнитострикционного стержня и помещен своей средней частью в полости соленоида.
Этот эффект сильно зависит от соотношения в сплаве и от температуры.
Необычное применение эффекта для нагрева:
А.с. 550 771: Установка для индукционного нагрева текучих сред содержащая массивный сердечник с продольными каналами для прохождения среды и обхватывающее его коаксиально установленныеизоляционную трубку и индуктор, подключенный к источнику переменного тока, отличающаяся тем, что с целью интенсификации нагрева путем информации кристаллической решетки материала сердечника,а индуктор дополнительно подключен к источнику постоянного тока.
8.3.1. Т е р м о с т р и к ц и я - магнитострикционная деформация ферро и антиферромагнитных тел при нагревании их в отсутствии магнитного тела. Эта деформация сопутствует изменению самопроизвольнойнамагниченности с нагревом. Она особенно велика в близи точек Кюри и Нееля, т.к. здесь особенно сильно изменяется намагниченность.
Наложение термострикции на обычное тепловое расширение приводит к аномалии в ходе теплового расширения. В некоторых феромагнитах и антиферромагнитах эти аномалии очень велики.
8.4. Магнитоэлектрический эффект - явление намагничивания ряда веществ в антиферромагнитном состоянии электрическим полем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией расположения магнитных моментов в кристаллической решетке вещества.
Этот эффект позволяет получать сведения о магнитной структуре веществ без сложных нейтронографических последствий и применяется в волноводных устройствах СВЧ.
8.5. В основе гиромагнитных или магнитомеханических явлений лежит вращение электрона вокруг ядра. Суть этих явлений заключается в том, что намагничение магнетика приводят к его вращению (Эффект Энштейна и де Хаасе), и наоборот вращение магнетика вызывает его намагничивание.
Патент США 3 322 364: Способ компенсации влияния гиромагнитного эффекта при угловом перемещении магнитометров результирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отсчитывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результате углового перемещения относительно данного направления, совершаемого самолетом, на котором находится магнитометр. Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропорциональна угловой скорости самолета относительно данного направления. В отсчеты магнитометра вводится пропорциональная этому сигналу коррекция, которая учитывает также угол между указанным выше направлением силовых линий измеряемого поля.
8.6. Магнитоэустические эфекты - (магнитоупругие взаимодействия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимодействия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магнитострикционные эффекты.
А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из волокон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут, отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуатационных характеристик волокна выполнены из ферромагнитного материала и намагничены на требуемом участке звукопровода по всему его сечению в одном направлении.
А.с. 482 634: Способ измерения частоты механических колебаний обьекта основанный на совпадении составляющей вибрации с частотой собственных колебаний одного из несколько упругих элементов, жестко связанный с обьектом, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, жесткость упругого элемента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и по величине тока в момент резонанса определяют частоту механических колебаний обьекта.
8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный резонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромагнитного поля при частотах совпадающих с собственными частотами процессии магнитных моментов электронной системы во внутреннем эффективном магнитном поле. (Поглощение на несколько порядков больше, чем в ВПР).
А.с. 284 161: Способ измерения многновенного значения тока путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферритовый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса помещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возвращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и по величине постоянного тока судят о мгновенном значении измеряемого параметра.
8.8. Вблизи точек Кюри и Нееля у магнетиков наблюдается сильные аномалии в изменении различных свойств при изменении температуры. Для ферромагнитиков это - эффекты Гопкинса (возрастание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркгаузена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений или внешнего магнитного поля.
А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференциальной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах, основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напряженность магнитного поля до величины, при которой чило скачков Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет равным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют приращение индукции, по величине которой определяют максимальную дифференциальную магнитную проницаемость.
Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять температуру Кюри и отсутствии магнитного поля.
Близкие эффекты наблюдаются и в антиферомагнитиках.
Л И Т Е Р А Т У Р А
Г.С.Кринчик, Физика магнитных явлений. М., изд-во МГУ 1976. К 8.1. "Наука и жизнь", N'4 стр.44
Физический энцеклопедический словарь, т.5, стр.83, 305-309.
А.с.515021, 239633, 449292, 426183, 504103,466574,
Патент США 3797224. К 8.3. А.с.541530, 541561.
9.КОНТАКТНЫЕ,ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
9.1.При контакте двух разных металлов один из них заряжается положительно, другой - отрицательно и между ними возникает разность потенциалов, называемая к о н т а к т н о й. Она не очень мала - от десятых долей вольта до нескольких вольт и зависит только от химического состава и температуры контактирующих тел "(Закон Вольта)"
А.С.N 508550: Способ контроля качества спекания агломерационной шихты путем изменения электрических характеристик спекаемого материала,отличающийся тем,что с целью повышения быстродействия непрерывности контроля качества ,исключения влияния влажности исходной шихты, измеряют абсолютное значение электрического напряжения (ЭДС) между корпусом спекаемого агрегата и спеченным материалом и сравнивают эту величину с абсолютной величиной электрического напряжения (ЭДС),полученной при спекании материала с эталонными характеристиками.
А.С.N 255620 Способ определения усталостной прочности металла заключающийся в том,что образец из иследуемого металла нагружает его до разрушения и по числу циклов нагружения до разрушения судят об усталостной прочности металла,отличающ с целью определения накопления усталостных повреждений в металле также в процессе его нагружения ;измеряют величину работы выхода электрона с его поверхности например, методом контактной разности потенциалов, по которой судят о накоплении усталостных повреждений в металле.
Контактная разность потенциалов возникает не только между двумя металлами, но и между двумя полупроводниками полупроводником и металлом,двумя диэлектриками и т.д., причем соприкасающие тела могут не только твердыми , но и жидкими.
9.1.1 В основе т р и б о э л е к т р и ч е с т в а
(электризации тел при трении) также лежат контактные явления.Причем знаки зарядов , возникающих при трении двух тел , определяются их составом,плотностью,диэлектрической проницаемостью,состоянием поверхности и т.д. Трибоэлектричество возникает при просеивании порошков, разбрызгивании жидкостей,трении газов о поверхности тел и в других подобных случаях.
А.С.N 224151 Способ испытания органических жидкостей на электролизацию например нефтепродуктов, путем создания в них трением электростатического потенциала,отличающийся тем,что с целью одновременного определения скорости образования и скорости утечки возникающих зарядов,образование зарядов происходит путем вращения твердого тела,помещенного в иследуемую жидкость.
Другой интересный пример - электростатический коатулятор. Он педназначен для очистки воздуха в штреках. Вентилятор гонит по трубе запыленный воздух . Труба разделяется на два рукова один из фторопласта, другой- из оргстекла. Пылинки антрацита трущиеся о стенки , заряжаются поразному: на фторопласте положительно,на оргстекле отрицательно.Потом рукова сходятся в общую камеру,где размноженные частицы антрацита притягива, сливаются и па.
9.1.2. При контакте металла с проводником наблюдается
в е н т и л ь н ы й эффект. Контктный слой на границе металла и полупроводника обладает односторонней проводимостью, что используется,например, для выпрямления переменного тока в точечных диодах. При кополу проводников разных типов проводимости образуется р-п п е р е х о д, также обладающий вентильными свойствами. Это явление используется во многих типах полупроводниковых приборов.
9.2. В металлах полупроводниках процессы переноса зарядов (электрический ток) и энергии взаимосвязаны,так как осуществляются посредством перемещения подвижных носителей тока электронов проводимости и дырок. Эта взаимосвязь обуславливает ряд явлений (Зеебека,Пельтье, и Томсона),которые называют т е р м о э л е к т р и ч е с к и м и явлениями.
9.2.1. Эффект Зеебека состоит в том,что в замкнутой электрической цепи из разнородных металлов возникает т е р м о э.д.с. если места контактов поддерживаются при разных температурах. Эта ЭДС зависит только от температуры и от природы материалов, составляющих термоэлемент. Термо э.д.с. для пар металлов может достигать 50 мкВ/градус; в случае полупроводниковых материалов величина термо э д с выше (10 во 2-ой + 10 в 3-ей мкВ/градус).
А.С. N 263969: Электротермический способ дефектоскопии заключающийся в том,что контролируемую зону нагревают пропуская через нее в течение определенного времени постоянный по величине электрический ток,измеряютпри помощи термопары-датчика температуры ее нагрева и судят о наличии дефекта по отклонению этой температуры от температуры нагрева бездефектной зоны сварного соединения, отличающийся тем , что с целью контроля зоны сварного соединения двух разных металлов, например, контактных узлов радиодеталей, в качестве термопары-датчика используют термопару, образованную соединенными металлами.
Для проверки качества сварного шва снимают распределение термоэлектрического потенциала поперек шва . Пики и впадинылс ш0,0щ на кривых распределения говорят о неоднородности шва, а их величина - о степени неоднородности. Быстро и наглядно.
Если в разрыв одной из ветвей термоэлемента включить последовательно любое число проводников любого состава,все спаи (контакты) которых поддерживаются при одной и тойже температуре, то термо э.д.с. в такой системе будет равна термоэдс исходного элемента.
А.С. N 531042: Термопара, содержащая защитный чехол,термоэлектроды с электрической изоляцией, рабочие концы которых снабжены снабжены токопроводящей перемычкой ,образующей измерительный спай,отличающийсятем,что с целью увеличения срока службы термопары в условиях повышенной вибрации и больших скоростей нагрева, измерительный спай термопары выполнен в виде слоя порошкообразного металла ,расположенного на дне защитного чехла.
При измерении физического состояния веществ , участвующих в контакте изменяется и величина термо э.д.с.
А.С.N 423024:Способ распознавания систем с ограниченной и неограниченной взаимной растворимостью компонентов по температурной зависимости термо э.д.с.,отличающейся тем,что с целью повышения надежности распознавания измеряют термо э.д.с. контакта двух исследуемых образцов
Между металлом , сжатым всесторонем давлением, и темже металлом, находящемся при нрмальном давлении тоже возникает термо э.д.с.
Например , для железа при температуре 100 градусов С и давлении 12 кбар,термоэдс равна 12,8 мкВ .При насыщении металла или сплава в магнитном поле относитель тогоже вещества без магнитного поля возникает термоэдс порядка 09мкВ/градус
9.2.2 Эффект П е л ь т ь е обратен эффекту Зеебека.
При прохожд тока через спай различных металлов кроме джоудева тепла доплнительно выделяется или поглощается, в зависимости от направления тока,некоторое колличество тепловых (спай сурьма-висьмут при 20градусах С -10,7мкал/Кулон).При этом колличество теплоты пропорционально первой степени тока.
Патент США N 3757151: Для увеличения отношение сигнал шум ФЭУ предлогается способ охлаждения фотокатодов термоэлектрическими элементами,расположенными внутри вакуумной оболочки ФЭУ.
Заявка ФРГ N 1297902: Холодильник устройства для отбора газа, в котором отвод конденсата составляет одно целое с холодильником. На внутренней стороне полого конуса закреплены холодные спаи элементов Пельтье и от него ответвляется трубопровод для отбора измерительнонго газа. Холодильник,отличается тем,что в качестве генератора тока,потребляемыми элементами Пельтье,предусмотрена батарея термоэлементов,горячие спаи которых находятся в канале дымовых газов,а холодные спаи - во внешнем пространстве.
9.2.3. Явлением Томсона называют выделение или поглощение теплоты,избыточнойнад джоулевой,при прохождении тока по неравномерно нагретому однородному проводнику или полупроводнику.
9.3. При контакте тел с вакуумом или газами наблюдается электронная эмиссия - выпускание электронов телами под влиянием внешних воздействий: нагревания (теплоэлектронная эмиссия) потока фотонов (фотоэмиссия),потока электронов (вторичная эмиссия),потока ионов,сильного электрического поля (автоэлектронная или холодная эмиссия),механических или других "портящих структуру" воздействий (акзоэлектронная эмиссия)
Во всех видах эмиссий , кроме автоэлектронной, роль внешних воздействий сводится к увеличению энергетии части электронов или отдельных электронов тела до значения,позволяющего им преодолеть потенциальный порог на границе тела с последующим выходом и вакуум или другую среду.
А.С.N 226040:Способ контроля глубины нарушенного поверхностного слоя полупроводниковых пластин, отличающихся тем,что с целью обеспечения возможности автоматизации и упрощения поцесса контроля,пластину нагревают до температуры ,соответствующей максимуму э к з о э л е к т р о н н о й э м и с с и , которую контролируют одним из известных способов , а по положению пика эмиссии определяют глубину нарушенного слоя.
А.С.N 513460: Э л е к т р о н н а я т у р б и н а,
содержащая помещенные в вкуумный баллон катод и анод и размещенный между ними ротор с лопастями, отличающийся тем, что с целью увеличения крутящегося моментана валу турбины ее ротор вполнен ввиде набора соосных цилиндров с лпастями, между цилиндрами роторов установлены неподвижные направляющие лопатки имеют покрытие, обеспечивающее вторичную электронную эмиссию, например, сурьмяно-цезиевое.
9.3.1. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электрическое поле превращают потенциалный порог на границе тела в барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального порога,вследствии чего становиться возможным квантовомеханическое тунелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии электрическим полем.
А.С. N 488268: Способ измерения обьемной концентрации углеводородов в вакуумных системах путем термического разложения углеводородов на нагретом острийном автокатоде и регистрации времени накопления пиролетического углерода до одной из эталонных концентраций,отличающихся тем,что с целью повышения точности измерения время накопления углерода регистрируют по изменению значения автоэлектронного тока.
9.3.2. Наличие на поверхности металла тонких диэлектрических пленок в сильныь полях не мешает походу электронов через потенциальный барьер.Это явление называется э фф е к т о м М о л ь т е р а .
А.С. N.119712: Электронно-лучевая запоминающая трубка с экранными сетками, отличающаяся тем,что с целью хранения записи неограничено долгое время одна из экранных сеток,служащая потенциалоносителем, изготовлена из металлов , излучающих вторично-электронную эмиссию,покрытых пленкой диаэлектрика и обладающих эффектом.
9.3.3. Туннелирование электронов по потенциальным барьерам широко используется в специальных полупроводниковых приборах туннельных диодах. На высоту тунельного барьера можно влиять не только электрическим полем, но и другими воздействиями
Патент Франции N 2189746: Устройство пзволяющее обнаруживать магнитные домены с внутренним диаметром не более 1 мк, основано на определении изменения уровня Ферми иследуемого электрода по изменению высоты туннельного барьера и по его воздействию на величину сопротивления,туннельного пере. Устройство применимо в магнитных долговременных и оперативных запоминающих устройствах.
А.С.N 286274: Устройство для измерения контактного давления ленты на магнитную головку,содержащее упругие элементы и датчики, отличающиеся тем,что с целью осуществления одновременно интегрального и дискретного измерения указанного давления , устройство измерения выполнено в виде полуцилиндра, состоящего из упругих элементов, образующих на корпусе магнитной головки, при этом другой край полуцилиндра выполнен свободным , а под каждой полосой гребенки установлен датчик,например, с туннельным эффектом.
Г.Е.Зильберман. Электричество и магнетизм.М.,"НАУКА",1970
К.9.1 "Юный техник",N.3 стр.17,1976, А.С.484896,461343
К 9.2. А.С.464183 патент ФРГ 1295100
К 9.3. Таблица физических величин. М.,"Атомиздат",
1976,стр.444
10. ГАЛЬВАНО И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
10.1. Гальваномагнитные явления - это совокупность явлений, возникающих под действием магнитного поля в проводимых проводимых, по которым протекает электрический ток. При этом:
10.1.1. В направлении перпендикулярном направлениям магнитного поля и направлению тока, возникает электрическое поле (эффект Эолла).
Коэффицент Холла может быть положительным и отрицательным и даже менять знак с изменением температуры. Для большинства металлов наблюдается почти полная независимость коэффициента Холла от температуры. Резко аномальным эффектом Холла обладает висмут, мышьяк и сурьма. В ферромагнетиках наблюдается особый, ферромагнитный эффект Холла. Коэффициент Холла достигает максимума в точкке Кюри, а затем снижается.
А.с. 272 426: Способ измерения магнитной индукции в образце из магнитотвердого материала путем помещения испытуемого образца во внешнее магнитное поле, отличающийся тем, что с целью повышения точности и сокращении времени измерения через поперечное сечение образца пропускают электрический ток и измеряют Э.Д.С. Холла на его основных гранях, по которой судят об искомой величине.
А.с. 2 836 399: Устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин, содержащее датчик, преобразующий давление и электрический сигнал, датчик положения поршня, усилитель, электронный вычислительный блок и указатель, отличающийся тем, что сцелью упрощения конструкции, в качестве датчика положения поршня и множительного элемента вычислительного блока, использован датчик Холла, магнитная система которого жестко связана с коленчатым валом двигателя, а активный элемент соединен через усилитель с выходом датчика давления, при этом выход датчика Холла через интегратор подключенк указателю.
10.1.2. В направлении перпендикулярном к направлению магнитногополя и направлению тока возникает температурный градиент (разность температур) эффект Эттингсгаузена.
А.с. 182 778: Низкотемпературное устройство на основе эффектов Пельтье и Эттингкгаузена, отличающийся тем, что с целью одновременного использования термоэлектрической батареи как генератора холода и как источника магнитного поля для охладителя Эттингсгаузена, термобатарея выполнена ввиде цилиндрического соленоида.
10.1.3. Изменяется сопротивление проводника, что эквивалентно возникновению добавочной разности потенциалов вдоль направления электрического тока. Для обычных металлов это изменение мало - порядка 0,1% в поле 20 кв, однако для висмута и полупроводников величина изменения может достигать 200% (в полях 80 кв.).
А.с. 163 508: Универсальный гальваномагнитный датчик, содержащий плоские токовые и холловские электроды точечность контакта которых обеспечивает перемычки в теле датчика, отличающийся тем, что с целью уменьшения эффекта закорачивания холловского напряжения токовыми электродами использования одного и того же единого гальваномагнитного датчика как датчика э.д.с. Холла или как датчика магнитосопротивления, или как гиратора, токовые электроды расположены вдоль эквипотенциальных линий поля Холла или под острым углом к ним, например по ребрам плоского датчика, а для перехода из одного используемого эффекта к другому применено коммутирующее устройство и регулируемый источник питания.