Пристрій для визначення властивостей магнітних матеріалів

1 Пристрій для визначення властивостей магнітних матеріалів, що має магніт із міжполюсним зазором, профільні наконечники, які закріплені на полюсах магніту, випробувальну камеру, яка розташована в робочому положенні між профільними наконечниками, систему термостатування камери, носій із фіксатором досліджуваного зразка, який розташований у камері симетрично профільним наконечникам, перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, і засіб виміру цієї величини, який відрізняється тим, що перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, виконано у вигляді автогенератора коливань з п'єзоелектричною стабілізацією, носій зразка виконано у вигляді п'єзоелектричного резонатора, який включено до схеми автогенератора, як елемент , що задає частоту, і фіксатор зразка п'єзоелектричного резонатора 2 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що носій зразка виконано у вигляді високочастотного п'єзокварцового резонатора АТ-зрізу з коливаннями зсуву по товщині 3 Пристрій по пп 1 і 2, який відрізняється тим, що фіксатор зразка виконано у вигляді клейкого шару, який розташований щонайменше на одній із вільних поверхонь п'єзоелектричного резонатора в області концентрації його коливальної енергії 4 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що він обладнаний механізмом переміщення випробувальної камери відносно магнітного поля 5 Пристрій по п 1, який відрізняється тим, що випробувальна камера виступає за межі міжполюсного зазору 6 Пристрій по пп 1 і 5, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний другим, опорним автогенератором коливань і формувачем сигналу різницевої частоти, п'єзоелектричний резонатор із фіксатором, який включений до схеми опорного автогенератора, розташований у випробувальній камері за межами міжполюсного зазору, автогенератори зв'язані між собою за диференційною схемою через формувач сигналу різницевої частоти, і формувач сигналу різницевої частоти зв'язаний із засобом виміру 7 Пристрій по пп 1, 5 і 6, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний третім автогенератором коливань і комутатором, п'єзоелектричний резонатор із фіксатором зразка, який включений у схему цього автогенератора, розташований у випробувальній камері за межами міжполюсного зазору, і кожний з автогенераторів зв'язаний за диференційною схемою з опорним автогенератором через комутатор Винахід відноситься до конструкції пристроїв для визначення переважно питомих магнітних властивостей переважно феромагнітних матеріалів, що мають вигляд мікропорошків з розмірами часток в інтервалі від декількох десятків до десятих часток мікрометра Такі пристрої можуть бути використані у лабораторіях підприємств-виробників постійних високоенергетичних магнатів для технічного контролю якості сировини, у матеріалознавчих фізичних або ХІМІЧНИХ науково-дослідних лабораторіях, які зайняті розробкою нових магнітних матеріалів і прогнозом змін з часом їх властивостей при зберіганні або використанні за різних умов розташований на ВІЛЬНІЙ поверхні ю ю 44575 Рівень техніки Необхідність в ОЦІНЦІ питомих магнітних властивостей мікропорошків феромагнетиків обумовлена наступним У останні десятиліття рідкоземельні елементи усе частіше використовують у виробництві постійних магнітів як компоненти, що істотно поліпшують енергетичні показники феромагнетиків ПОСТІЙНІ магніти з рідкоземельними елементами переважно одержують або холодним пресуванням мікропорошків феромагнітних сплавів, або пресуванням і спіканням таких мікропорошків у присутності рідкої фази (див, наприклад, А А Преображенский Магнитные материалы и элементы - М Высшая школа 1986 -С 196) Гранично високі енергетичні характеристики таких постійних магнітів багато в чому визначаються якістю вихідних мікропорошків феромагнетиків, які завдяки великій питомій поверхні і вмісту реакційноздатних рідкоземельних елементів мають надзвичайно високу хімічну і корозійну активність Тому ВИХІДНІ тонкодисперсні магнітні сплави, які здатні бути основою сильних феромагнетиків можуть (із ЗМІНОЮ маси) переходити в окисли або солі ВІДПОВІДНИХ металів, для яких характерний слабкий феромагнетизм Таким чином, використання для виготовлення постійних магнітів однієї і тієї ж порції мікропорошку феромагнетику без попередньої оцінки його питомих магнітних властивостей не гарантує високої якості магніту Стосовно до мікропорошків феромагнетиків технічні засоби визначення їх питомих магнітних властивостей повинні забезпечувати можливість роботи з невеликими ( менше 1 * 10 4 г, переважно менше 1 * 10 6 г) зразками мікропорошків феромагнетиків, тому що для них у процесі вимірів легше забезпечити однакові умови (ізодинамічність фізичних полів що впливають, сталість температури, відносно вільний доступ агентів до поверхні часток порошку і т д ), високу чутливість і точність вимірів питомих магнітних властивостей таких мізерних мас мікропорошків феромагнетиків, особливо при впливі на них різних агентів Крім того, такі засоби повинні бути загальнодоступні і прості за конструкцією, а визначення з їхньою допомогою питомих магнітних характеристик мікропорошків феромагнетиків - просте і економічне Очевидно, що ізодинамічність фізичних полів, що впливають на досліджувані зразки мікропорошків, і вільний доступ агентів до поверхні таких тонкодисперсних часток легше забезпечити, якщо ці мікропорошки представлені у вигляді тонкого шару з максимальними повітряними проміжками між частками або у вигляді окремо узятих часток ВІДОМІ Ж пристрої для визначення властивостей магнітних матеріалів із-за конструктивних особливостей і недостатньої чутливості дозволяють досліджувати лише такі зразки феромагнетиків, які отримані пресуванням мікропорошків до високого ступеня ЩІЛЬНОСТІ Наприклад, для визначення магнітних властивостей спресованих з порошку феромагнітних зразків використовують пристрої, що звичайно мають намагнічуючий блок, носій досліджуваного зразка, перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, і засіб виміру цієї величини (SU 748306 А1, SU 1781650 А1, SU 1798746 А1, SU 1803893 А1, RU Patent 2005311 С1 і багато інших) Надійність таких засобів вимірів магнітних характеристик (і відбракування зразків за результатами вимірів) обумовили їхнє широке застосування Однак такі пристрої досить складні за конструкцією Крім того, за отриманими з їх допомогою даними про магнітні характеристики спресованих зразків можна лише опосередковано судити про вплив на результати вимірів якості вихідних мікропорошків феромагнетиків, тому що на ці результати істотно впливають такі (часто суб'єктивні) чинники, як тиск і тривалість пресування порошку, температура і тривалість спікання отриманих зразків (для спечених магнітів) і т д Найближчим за технічною суттю до запропонованого є пристрій для виміру питомих магнітних властивостей магнетиків (див Калинников В Т, Ракитин Ю В Введение в магнетохимию Метод статической магнитной восприимчивости в химии -М Наука 1980 -С 53-57) Цей пристрій має: електромагніт з міжполюсним зазором, закріплені на полюсах цього магніту профільні наконечники, випробувальну камеру, що розташована в робочому положенні між профільними наконечниками, систему термостатування камери, носій із фіксатором досліджуваного зразка, що розташований у камері симетрично профільним наконечникам, зв'язаний із носієм перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину що вимірюють, і засіб виміру цієї величини Випробувальна камера має вид герметичної захисної трубки Носій виконаний у вигляді кварцової нитки, а зв'язаний із носієм фіксатор зразка для досліджень являє собою тефлонову чашечку Система термостатування випробувальної камери (захисної трубки) у відомому пристрої має судину Дьюара для охолодження захисної трубки із зразком (при роботі в області температур нижче кімнатної), піч у вигляді кварцової трубки з нагрівальним елементом, що вдягають на захисну трубку (при роботі в області температур вище кімнатної), засоби виміру температури у виді термопари і цифрового вольтметра Щоб уникнути конденсації вологи на зразку при знижених температурах у відомому пристрої передбачена вакуумно-напускна система Перетворювачем сили, що діє на зразок у магнітному полі, служить електродинамічна система з двох взаємно перпендикулярних котушок, одна з яких з'єднана з коромислом мікроваг, на якому прикріплений носій зразка, а інша - генераторна розташована усередині коромислової котушки на циліндричному постійному магніті У робочому положенні тефлонову чашечку з досліджуваним зразком феромагнетику (у вигляді таблетки металевого порошку) підвішують у випробувальній камері симетрично профільним наконечникам у центрі області ізодинамічності неоднорідного магнітного поля Завдяки фасонному профілю наконечників ця область ізодинамічності уздовж (але не поперек) його градієнту має протяжність біля 10мм Тому тільки на ту частину таблетки (але не на всю таблетку) феромагнетику, що потрапляє в межі області ізодинамічності поля, діє однакова за розміром сила При виключеному електромагніті мікроваги вимірюють вихідну масу досліджуваного зразка магнетика без впливу на нього неоднорідного магнітного поля При відхиленні коромисла від горизонтального положення, яке викликане взаємодією зразка з неоднорідним магнітним полем (при включеному електромагніті), перпендикулярність котушок порушується і на виході балансової схеми блока керування виникає сигнал Після перетворення сигнал надходить у коромислову котушку як постійний струм У результаті взаємодії струму котушки з полем постійного магніту створюється обертаючий момент, що повертає коромисло в горизонтальне положення Кожному значенню маси, що викликає відхилення коромисла, відповідає струм означеної сили Показання засобу виміру гальванометра, який включено в ланцюг коромисловой котушки, - градуюють в одиницях маси Відомий пристрій дозволяє досліджувати спресовані зразки порошків магнетиків, однак він не пристосований для роботи з тонкими шарами порошку магнетика і тим більше - для роботи з окремо узятими частинками мікропорошка, маса котрих набагато (на декілька порядків) менша за ту, що гранично реєструють відомим пристроєм (мікрограмми) Так, наприклад, маса круглого (діаметром біля 5мм) шару феромагнетику з тонкодисперсних часток розміром менше 1мкм складає біля 1 * 10 6г, а маса окремих часток порошку навіть набагато більш крупної фракції (біля бОмкм у діаметрі) сягає 1 * 10 г Очевидно також, що вимірювання за допомогою відомого пристрою таких тонких ефектів, як часткове окислення порошку або його корозія, що супроводжуються ще меншими за величиною змінами початкової маси частинок феромагнетику, не уявляється можливим, оскільки вимірювання ефектів взаємодії з полем навіть порівняно великих за масою зразків феромагнетиків вимагає досить великих (біля ЮкЕ) напруженостей магнітних полів, що досягається пропусканням через котушки електромагніта великих (приблизно 10А) струмів Суть винаходу У основу винаходу покладена задача шляхом удосконалення конструкції пристрою, особливо таких його частин , як носій зразка, його фіксатор і перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем, і взаємозв'язку цих частин створити такий пристрій для визначення переважно питомих властивостей магнітних матеріалів, який забезпечував би підвищення чутливості і точності вимірів при роботі, щонайменше, з одиницями мікрограм магнетиків і дозволяв би на тлі зниження споживаної потужності реєструвати тонкі ефекти змін у часі магнітних властивостей таких зразків магнетиків, 44575 що обумовлені незначними змінами їхньої початкової маси Поставлена задача вирішена тим, що в пристрої для визначення властивостей магнітних матеріалів, що має магніт із міжполюсним зазором, профільні наконечники, які закріплені на полюсах магніту, випробувальну камеру, яка розташована в робочому положенні між профільними наконечниками, систему термостатування камери, носій із фіксатором досліджуваного зразка, який розташований у камері симетрично профільним наконечникам, перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, і засіб виміру цієї величини, ВІДПОВІДНО до винаходу, перетворювач сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, виконано у вигляді автогенератора коливань з п'єзоелектричною стабілізацією, носій зразка виконано у вигляді п'єзоелектричного резонатора, який включено до схеми автогенератора в якості елемента , що задає частоту, і фіксатор зразка розташований на ВІЛЬНІЙ поверхні п'єзоелектричного резонатора Таке виконання пристрою в сполученні з новим взаєморозташуванням і функціональним призначенням окремих його складових ВІДПОВІДНО ДО винаходу сприяє істотному підвищенню чутливості пристрою для визначення властивостей магнітних матеріалів, спрощує його конструкцію і знижує потужність, що споживається Дійсно, автогенератори коливань з п'єзоелектричною стабілізацією звичайно використовують в електронних схемах у якості джерела стабільних частот, а режим коливань у таких генераторах підтримують на частоті, яка є близькою до частоти п'єзоелектричного резонатора, як елемента, що задає частоту Для зберігання стабільності частоти такі п'єзоелектричні резонатори використовують в електронних схемах у герметичному виконанні, бо п'єзоелемент із нанесеними на його поверхню електродами, надзвичайно чутливий до різного роду випадкових домішок на поверхні Як було показано раніше(Sauerbrey G Verwendung von Schwingquarzen zur Waagung dunner Schichten und zur Mikrowagung - "Ztschr fur Physik" 1959 - Bd 155, S 206 - 222), зміна вихідної частоти п'єзоелектричного резонатора прямо пропорційна масі осілих на поверхні п'єзоелемента домішок На практиці цю залежність широко використовують у виробництві п'єзоелектричних резонаторів для їх тонкого доведення до необхідних значень частот шляхом збільшення або зменшення маси електродів, що наносять на поверхню п'єзоелемента (см , наприклад, Л И Глюкман Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы - Л "Энергия" 1969 -С 158) ВІДПОВІДНО Ж ДО винаходу, автогенератор коливань з п'єзоелектричною стабілізацією виконує роль перетворювача сили взаємодії зразка з магнітним полем у величину, що вимірюють, а включений у схему автогенератора п'єзоелектричний резонатор виконує роль носія зразка П'єзоелектричний резонатор виконано без герметичної захисної оболонки, з можливістю вільного доступу до його поверхні , а фіксатор досліджуваного зразка розташовано на ВІЛЬНІЙ поверхні п'єзоелектричного резонатора Що ж стосується можливості вимі 44575 рювання маси зразка (при відсутності магнітного поля), той це вимірювання має суто допоміжний характер і служить лише етапом у визначенні питомих властивостей магнетиків Таким чином, будь-які зміни сили взаємодії зразка з магнітним полем, які обумовлені змінами початкової маси зразка і змінами його магнітних характеристик, модулюють власну частоту або втрати п'єзоелектричного резонатора, що призводить до частотної або амплітудної модуляції вихідного сигналу автогенератора Перша додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що носій зразка виконано у вигляді високочастотного п'езокварцового резонатора АТ-зрізу з коливаннями зсуву по товщині Тим самим досягається висока чутливість (1 * 10 8 - 1 * 10 9г) пристрою до змін сили взаємодії зразка з магнітним полем на тлі низької (біля ЮВт) потужності, що споживається, і практично цілком виключається вплив температури на результати вимірювань Друга додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що фіксатор зразка виконано у вигляді клейкого шару, який розташований щонайменше на одній із вільних поверхонь п'єзоелектричного резонатора в області концентрації його коливальної енергії Це забезпечує ще більшу (аж до 1 10 10 г) чутливість пристрою до зміни сили взаємодії зразка з магнітним полем і спрощує фіксацію зразка на поверхні п'єзоелектричного резонатора Третя додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що пристрій обладнаний механізмом переміщення випробувальної камери відносно магнітного поля Це полегшує точну установку носія зразка в магнітному полі і забезпечує потрібну орієнтацію носія зі зразком відносно магнітного поля Четверта додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що випробувальна камера виступає за межі міжполюсного зазору Тим самим частину випробувальної камери виводять з-під впливу магнітного поля П'ята додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що пристрій додатково обладнаний другим, опорним автогенератором коливань і формувачем сигналу різницевої частоти, п'єзоелектричний резонатор із фіксатором, який включений до схеми опорного автогенератора, розташований у випробувальній камері за межами міжполюсного зазору, автогенератори зв'язані між собою за диференційною схемою через формувач сигналу різницевої частоти і формувач сигналу різницевої частоти зв'язаний із засобом виміру Це дозволяє практично цілком виключити вплив на результати вимірювань магнітних властивостей процесів адсорбцмдесорбцм агентів матеріалами носія і фіксатора зразка і, тим самим, значно знизити похибку нуля вимірювального перетворювача пристрою Шоста додаткова ВІДМІННІСТЬ полягає в тому, що пристрій додатково обладнаний третім автогенератором коливань і комутатором, п'єзоелектричний резонатор із фіксатором зразка, який включений у схему цього автогенератора, розташований у випробувальній камері за межами міжполюсного зазору, і кожний з автогенераторів зв'язаний за диференціальною схемою з опорним автогенератором через комутатор Це дозволяє розширити функціональні можливості пристрою і 8 значно прискорити процедуру визначення питомих магнітних властивостей магнетиків Далі суть винаходу пояснюється докладним описом конструкції і роботи запропонованого пристрою з посиланнями на креслення і графік, що додаються, де зображені на фіг 1 - схема першого, найбільш простого варіанту пристрою для визначення властивостей магнітних матеріалів, фіг 2 - схематичне зображення носія з фіксатором досліджуваного зразка у вигляді п'єзокварцового резонатораAT - зрізу з клейким шаром на його ВІЛЬНІЙ поверхні в області концентрації коливальної енергії, фіг 3 - схема пристрою для визначення властивостей магнітних матеріалів у другій, частковій формі здійснення винахідницького задуму, що додатково передбачає опорний автогенератор коливань і формувач сигналу різницевої частоти, фіг 4 - схематичне зображення варіанту пристрою для визначення властивостей магнітних матеріалів, що додатково передбачає третій автогенератор коливань і комутатор, фіг 5 - графік залежності перетвореної сили взаємодії (AfC(H), Гц) зразка мікропорошка феромагнетику (сплаву желізо-неодим-бор) з неоднорідним магнітним полем від маси цього зразка (-Дтт, кГц) Найкращі варіанти утілення винаходу Запропонований пристрій для визначення властивостей магнітних матеріалів в одній із найбільше простих форм здійснення винахідницького задуму (див фіг 1) має магніт 1 (наприклад, постійний) із межполюсним зазором, що у найпростішому випадку може бути виконаний у формі литого ярма з підхожого магнітного сплаву, профільні наконечники 2 і 3, які закріплені на полюсах магніту 1 і виконані, наприклад, з армкоабо електролітичного заліза, випробувальну камеру 4, яка розташована в робочому положенні між профільними наконечниками 2 і 3 і виконана з немагнітопровідного матеріалу, наприклад, тефлону, систему термостатування камери 4, що у найпростішому випадку може мати вигляд сорочки 5,що розташована з зовнішньої сторони випробувальної камери 4 і що з'єднана патрубками з повітряним або водяним термостатом, носій 6 у вигляді п'єзоелектричного резонатора з розташованим на його ВІЛЬНІЙ поверхні фіксатором 7 досліджуваного зразка 8, що розміщений у камері 4 симетрично профільним наконечникам 2 і З, перетворювач 9 сили взаємодії зразка 8 із магнітним полем у величину, що вимірюється, який виконаний у вигляді автогенератора коливань з п'єзоелектричною стабілізацією, в якому роль елемента, що задає частоту, виконує п'єзоелектричний резонатор - носій 6 зразка 8, засіб виміру 10 перетвореної сили взаємодії зразка 8 із магнітним полем у вигляді, наприклад, електронно-рахункового частотоміра Для зручності маніпулювання носієм 6 із зразком 8 відносно магнітного поля камеру 4 із сорочкою 5 бажано розташовувати на координатному 44575 10 столі 11 Там же доцільно розміщувати й автогенаний другим, опорним автогенератором коливань нератор 9 13 і формувачем сигналу різницевої частоти 14 Доцільно щоб сорочка 5 мала вікна (показані, Включений у схему опорного автогенератора 13 але не позначені особливо на фіг 1) у зоні дії на п'єзоелектричний резонатор 15 із фіксатором 16 зразок 8 магнітного поля (без зразка) розташований у випробувальній каДля введення - виведення агентів випробувамері 4 за межами міжполюсного зазору Автогенельна камера 4 може бути обладнана патрубками ратор коливань 9 і опорний автогенератор коли(як показано на цій фігурі) При необхідності один вань 13 зв'язані між собою за диференціиною або обидва патрубки можуть бути з'єднані із сиссхемою за допомогою формувача сигналу різнитемою відкачки для вакуумування порожнини кацевої частоти 14, що, у свою чергу, зв'язаний із мери 4 засобом виміру 10 П'єзоелектричний резонатор 15 доцільно включати до схеми опорного автогеНосій 6 - п'єзоелектричний резонатор, який нератора 13 через гермовивід 17 розташований в випробувальній камері 4, доцільно включати в схему автогенератора 9 через герУ формі виконання, що показана на фіг 4, мовивід 12 пристрій для визначення властивостей магнітних матеріалів додатково має третій автогенератор У якості датчика температури (на фіг 1 не поколивань 18 із п'єзоелектричною стабілізацією і казаний), який розташований у порожнині випрокомутатор 19 П'єзоелектричний резонатор 20 із бувальної камери 4 і керує термостатом, можуть фіксатором 21 зразка 22, який включений до схеми бути використані будь-які ВІДОМІ засоби виміру автогенератора 18, розташований у випробувальтемператури Вони можуть бути без додаткового ній камері 4 за межами міжполюсного зазору Аввинахідництва обрані фахівцями з урахуванням тогенератор 9 і автогенератор 18 через комутатор необхідної чутливості, точності вимірювань і інер19 поперемінно зв'язані за диференціиною схемою ЦІЙНОСТІ спрацьовування з опорним автогенератором 13, а формувач сигОписані приклади не вичерпують усіх можлиналу різницевої частоти 14 зв'язаний із засобом востей практичного утілення винахідницького завиміру 10 П'єзоелектричний резонатор 20 рекодуму Так, для підвищення чутливості і температумендується включати до схеми автогенератора 18 рної стабільності пристрою носій 6 зразка 8 через гермовивід 23 доцільно виконувати у вигляді спеціально розгерметизованого п'єзокварцового резонатора АТ-зрізу Природно, що описані раніше в прикладах і зазначені вище часткові варіанти виконання окре3 коливаннями зсуву по товщині в діапазоні частот мих вузлів пристрою для визначення властивостей від 5 до 20МГц 3 числа високочастотних п'єзоквамагнітних матеріалів можуть бути використані в рцових резонаторів АТ-зрізу рекомендується педовільних комбінаціях, що відповідають загальнореважно використовувати резонатори з золотими му винахідницькому задуму ВІДПОВІДНО до п 1 фоелектродами збудження, бо в цьому випадку пракрмули винаходу тично цілком виключається вплив процесів корозії електродів на результати вимірювань магнітних Описаний пристрій використовують для визнавластивостей магнетиків чення властивостей магнітних матеріалів у такий спосіб (у якості носія досліджуваного зразка обраДля п'єзоелектричних резонаторів взагалі і п'єний високочастотний (10МГц) п'єзокварцовий резокварцових резонаторів зокрема є характерною зонатор AT - зрізу, а в якості фіксатора зразка наявність на ВІЛЬНІЙ поверхні так званої області клейкий шар вакуумного мастила типу Apiezon концентрації коливальної енергії Ця область поFettM верхні п'єзоелектричного резонатора найбільш чутлива до впливів Тому фіксатор із досліджуваПеред визначенням властивостей мікропороним зразком доцільно розташовувати на ВІЛЬНІЙ шків магнітних матеріалів щонайменше на одну з поверхні п'єзоелектричного резонатора саме в цій вільних поверхонь п'єзокварцового резонатора 6 області Приміром, для п'єзокварцових резонато(див , наприклад, фіг 2), в області концентрації рів АТ-зрізу область концентрації коливальної його коливальної енергії (у центральній частині) енергії припадає на центральну частину поверхні наносять рівномірним тонким шаром площею S резонатора (див , наприклад, Lee Р С , Spencer W фіксатор 7 у вигляді клейкого шару вакуумного J Shear flexure-twist vibrations in rectangular AT-cut мастила Потім включають п'єзокварцовий резонаquartz plates with partial electrodes - "Journ Acoust тор 6 із нанесеним на нього клейким шаром фіксаSoc of America" - 1 9 6 8 vol 45, №3, P 637-645), тора 7 до схеми автогенератора коливань із п'єзотому фіксатор 7 (див фіг 2) зразка 8 бажано розелектричною стабілізацією Для цього може бути ташовувати в центрі щонайменше однієї з вільних використаний автогенератор 9 (фіг 1) пристрою, плоских поверхонь такого резонатора 6 При цьоякий для зручності обладнаний ще одним технолому фіксатор 7 може бути виконаний, наприклад, у гічним рознімом для підключення п'єзокварцового вигляді тонкого клейкого шару нелеткої речовини резонатора, що розташований за межами випроТакою речовиною може зокрема служити вакуумне бувальної камери 4 Цей автогенератор підключамастило типу Apiezon -Fett M Товщину клейкого ють до засобу виміру частоти ( наприклад, електшару - фіксатора 7 бажано обирати меншою за ронно-рахункового частотоміра) і вимірюють поперечний розмір частки досліджуваного мікрочастоту п'єзокварцового резонатора 6 порошку магнетика 8 (див .наприклад, фіг 2) із нанесеним на його поверхню шаром 7 У порівнянні з вихідною частотою У більш складній формі здійснення винахідни(f) чистого п'єзокварцового резонатора частота цького задуму (див фіг 3) випробувальна камера п'єзокварцового резонатора з нанесеним шаром 4 пристрою, що заявляється, виступає за межі фіксатора фф) зменшується Масу клейкого шару міжполюсного зазору Пристрій додатково облад 11 44575 12 на поверхні S п'єзокварцового резонатора, яку він сою зразків мікропорошку феромагнетику з займає, розраховують по модифікованому (з уранеоднорідним магнітним полем напруженістю хуванням застосування шару фіксатора) рівнянню 1,8кЕ Значения частоти 2,00кГц на осі абсцис від7 Зауербрея (див посилання на с 6) повідає масі зразка феромагнетику 2 * 10 грама Отриману для кожного конкретного феромагнетику залежність (-AfC(H),) від (-Afm) використоде ЛҐф = fф - f - міна частоти п'єзокварцового вують надалі для оцінки якості мікропорошків ВІДрезонатора, яка обумовлена наявністю на його ПОВІДНИХ феромагнетиків перед виготовленням із поверхні клейкого шару фіксатора, них постійних магнітів Припустимі відхилення від Cf- відомий із ДОВІДНИКІВ коефіцієнт, що заленорми (установлених значень (-AfC(H),)) для кожжить від властивостей конкретного п'єзокварцовоного конкретного складу феромагнетику визначаго резонатора, ють експериментально ЛГҐІф - маса клейкого шару, Для прогнозу змін у часі магнітних властивосЭф - площа, яку займає цей шар тей мікропорошків феромагнетиків у різних середовищах використовують варіант конструкції приПісля ЦЬОГО п'єзокварцовий резонатор 6 із строю, що представлений на фіг З клейким шаром 7 відключають від автогенератора На поверхню п'єзокварцового резонатора 6 На поверхні клейкого шару 7 (фіг 2) розміщають (фіг 3) наносять за вищеописаною методикою зразок 8 завідомо кондиційного мікропорошку феклейкий шар фіксатора 7 і зразок мікропорошку ромагнетика відомої маси Легким прижимом фікферомагнетику 8 На поверхню ж п'єзокварцового сують зразок 8 на поверхні шару 7 Знову включарезонатора 15 наносять тільки клейкий шар фіксають п'єзокварцовий резонатор 6 із нанесеним на тора 16 При цьому маси клейких шарів фіксаторів нього клейким шаром 7 і зафіксованим на цьому 7 і 16 і площі на поверхнях п'єзокварцових резонашарі зразком 8 до схеми автогенератора, а автоторів 6 і 15, що вони займають, повинні бути однагенератор підключають до засобу виміру частоти кові Визначають зміну частоти {-Дїф, кГц ) п'єзокварП'єзокварцовий резонатор 6 із клейким шаром цового резонатора 6 (фіг 2), яка обумовлена нафіксатора 7 і зафіксованим на цьому шарі зразком явністю на поверхні фіксатора 7 зразка 8 ферома8 феромагнетику відомої початкової маси розтагнетику відомої маси шовують у випробувальній камері 4 між профільВідключають п'єзокварцовий резонатор із фікними наконечниками 2 і 3 П'єзокварцовий же ресатором і зразком на його поверхні від автогенезонатор 15 із клейким шаром фіксатора 16 ратора, вносять його до випробувальної камери 4 розташовують у камері 4 за межами міжполюсного (фіг 1) і через гермовивід 12 підключають до автозазору генератора 9 Переміщенням координатного столу Кожний із резонаторів 6 і 15 підключають до 11 орієнтують п'єзокварцовий резонатор 6 відносВІДПОВІДНОГО автогенератора (9 і 13) і обидва ці но міжполюсного зазору таким чином, щоб обавтогенератори за допомогою формувача 14 сигласть концентрації коливальної енергії резонатора налу різницевої частоти зв'язують за диференцій6, де закріплений фіксатор 7 із зразком 8, розтаною схемою Формувач 14 підключають до засобу шовувалася симетрично профільним наконечнивиміру 10 частоти кам 2 і 3 (в області ізодинамічності неоднорідного Газоподібний агент, що заповнює випробувамагнітного поля) льну камеру 4 або що циркулює в ній, однаково Автогенератор 9 підключають до засобу виміадсорбується клейкими шарами фіксаторів 7 і 16, ру 10 (частотоміра), і визначають зміну частоти (що нанесені ВІДПОВІДНО на п'єзокварцові резонатоAfC(H), Гц ) п'єзокварцового резонатора 6, яка ри 6 і 15 Величини впливів на п'єзокварцові резообумовлена силою взаємодії зразка 8 феромагненатори 6 і 15, що вимірюються, надходять на фотика відомої маси з неоднорідним магнітним пормувач 14 сигналу різницевої частоти (після лем автогенераторов 9 і 13) із протилежними знаками Описані процедуру визначення зміни частоти Тому ефекти, що пов'язані з адсорбцією газоподіп'єзокварцового резонатора від маси зразка фебного агента клейкими шарами фіксаторів 7 і 16, ромагнетику, що закріплений на шарі фіксатора, і взаємно компенсуються і засіб виміру 10 фіксує процедуру визначення зміни частоти цього резотільки зміни частоти п'єзокварцового резонатора 6, натора в неоднорідному магнітному полі повторющо обумовлені втратою з часом магнітних властивостей зразку 8 феромагнетику внаслідок, наприють для серії зразків феромагнетиків того ж склаклад, його корозії в середовищі газоподібного агеду, але ВІДМІННИХ між собою і від першого, нта досліджуваного зразка за масою За отриманими даними будують графік у координатах перетвореПісля закінчення вимірів магнітних властивосна сила взаємодії зразка феромагнетика з неодтей феромагнетику 8 у середовищі газоподібного норідним магнітним полем (-AfC(H), Гц ) - переагента п'єзокварцовий резонатор 6 виводять з-під творена маса зразка феромагнетика (-Afm, кГц) впливу магнітного поля Визначають кінцеву масу дослідженого зразка цього феромагнетику Зміни з Типовий приклад такої залежності, яка отричасом магнітних властивостей зразка 8 СПІВВІДНОмана для зразків феромагнетику системи залізо СЯТЬ ІЗ змінами його маси за час експерименту неодим - бор, наведена на фіг 5 Значення (При використанні конструкції пристрою, що AfC(H)), Гц, що наведені на цьому графіку, отризображена на фіг 4, на поверхню всіх трьох п'єзомані при кімнатній температурі шляхом вимірюкварцових резонаторів (поз 6, 15 і 20) наносять вання перетвореної сили взаємодії різних за ма 13 44575 однакові за масою і за площею, що вони займають, клейкі шари фіксаторів (7, 16 і 21 ВІДПОВІДНО) На поверхнях шарів фіксаторів 7 і 21, що розташовані ВІДПОВІДНО на п'єзокварцових резонаторах 6 і 20, фіксують однакові за масою зразки 8 і 22 феромагнетиків Всі три п'єзокварцові резонатори (6, 15 і 20) розміщують у випробувальній камері 4 При цьому п'єзокварцовий резонатор 6 із клейким шаром фіксатора 7 і зафіксованим на цьому шарі зразком 8 феромагнетика розташовують між профільними наконечниками 2 і 3 Інші п'єзокварцові резонатори ( 1 5 - і з клейким шаром фіксатора 16 і 20 - із клейким шаром фіксатора 21 і зафіксованим на цьому шарі зразком 22 феромагнетику) розташовують за межами міжполюсного зазору, як показано на фіг 4 Кожний із п'єзокварцових резонаторів 6, 15 і 20 підключають до ВІДПОВІДНОГО автогенератора (9, 13 і 18) Автогенератор 9 і автогенератор 18 поперемінно, через комутатор 19, зв'язують за диференційною схемою (за допомогою формувача 14 сигналу різницевої частоти) з опорним автогенератором 13 Формувач 14 сигналу різницевої частоти підключають до засобу виміру 10 частоти Газоподібний агент, яким заповнена випробувальна камера 4, однаково адсорбується всіма трьома клейкими шарами 7, 16 і 21, що розташо 14 вані ВІДПОВІДНО на п'єзокварцових резонаторах 6, 15 і 20 Газоподібний агент також однаково впливає і на зразки 8 і 22 феромагнетику, які зафіксовані на клейких шарах 7 і 21 Тому включені за диференційною схемою автогенератори 18 і ІЗ будуть видавати на виході формувача 14 сигнал різницевої частоти, що відповідає тільки ЗМІНІ З часом маси зразка 22 феромагнетику Включені ж за диференційною схемою автогенератори 9 і 13 будуть видавати на на виході тою ж формувача 14 сигнал різницевої частоти, що відповідає тільки ЗМІНІ з часом магнітних властивостей зразка 8 феромагнетику Таким чином, послідовно (через певні проміжки часу) включаючи за диференційною схемою через комутатор 19 різні пари автогенераторів (9 13 або 18-13), одержують залежність у координатах зміна магнітних властивостей зразка феромагнетику - зміна маси цього зразка феромагнетику унаслідок взаємодії з газоподібним агентом Пристрій, що заявляється, може бути також використаний для визначення магнітних властивостей магнетиків іншої фізичної природи (діа-, параабо феромагнетиків) Пристрій, що запропоновано, легко може бути відтворений промисловим шляхом і забезпечує надійне визначення властивостей магнітних матеріалів при масі зразків аж до 1 * 10 10 грама 44575 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90