Магнитные свойства вещества
8.1. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно
под действием магнитного поля приобретать магнитный момент
(намагничиваться). По величине и направлению этого момента, а
также по причинам, его породившим, все вещества делятся на
группы. Основные из них - диа и парамагнетики.
8.1.1. Молекулы д и а м а г н е т и к а собственного маг-
нитного момента не имеют. Он возникает у них только под дейс-
твием внешнего магнитного поля и направлен против него. Таким
образом результирующее магнитное поле в диамагнетике меньше,
чем внешнее поле, правда, на очень малую величину. Это приво-
дит к тому, что при перемещении диамагнетика в неоднороное
магнитное поле он стремится сместиться в ту область, где нап-
ряжение магнитного поля меньше.
Патент США 3 611 815: Гироскопическая система, практичес-
ки свободная от трения, содержит цилиндрический ротор, концы
которого окружены парой кольцевых постоянных магнитов. На каж-
дом конце ротора установлена вставка из диамагнитного материа-
ла, взаимодействующая с соответствующим постоянным магнитом
так, что создаются отталкивающие магнитные силы, которые удер-
живают ротор в состоянии, характеризующимся отсутствием физи-
ческого контакта ротора с магнитом: ротор "всплывает" в маг-
нитном поле практически без трения.
8.1.2. Молекулы (или атомы) парамагнетика имеют
собственные магнитные моменты, которые под действием внешних
полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее
поле, превышающе внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнит-
ное поле.
Так, например, жидкий кислород - парамагнетик, он притя-
гивается к магниту.
Магнитная проницаемость конкретного вещества зависит от
многих факторов: напряженности магнитного поля, формы рассмат-
риваемого поля (так как конечные размеры любого магнетика при-
водят к появлению встречного поля, уменьшающего первоначаль-
ное), температуры, частоты изменения магнитного поля, наличия
дефектов структуры и т.д.
Патент Великобритании 1 343 270: Способ измерения темпе-
ратуры, например, стальных пластин, окрашенных виниловыми кра-
сителями. Температура пластин определяется по изменениям их
магнитной проницаемости и проводимости, которые воспринимаются
индуктивным зондам, подключенным к генератору.
А.с. 550 572: Способ структуроскопии ферромагнитных изде-
лий, заключающийся в том, что контролируемое изделие подверга-
ют взаимодействию с электроиндуктивным преобразователем маг-
нитной проницаемости в электрические сигналы, по которым судят
о результатах контроля, отличающийся тем, что с целью повыше-
ния достоверности определения усталостных изменений в структу-
ре материала изделия, поверхность последнего сканируют преоб-
разователем по заданной функции относительно места
концентрации механических напряжений, регистрируют экстремумы
относительного значения магнитной проницаемости и по их расп-
ределению судят об усталостных изменениях в структуре материа-
ла.
А.с. 438 922: Способ неразрушающего контроля физико-хими-
ческих процессов в структурированных упруго-вязкопластичных
системах, основанный на изменении магнитной воспримчивости,
отличающийся тем, что с целью повышения точности определения
нормальной густоты водных растворов вяжущих веществ, изменяют
во времени изменения удельной магнитной воспримчивости и по
максимальному значению ее судят о готовности продукта.
Существует ряд веществ, в которых квантовые эффекты межа-
томных взаимодействий приводят к появлению специфических маг-
нитных свойств.
8.1.3. Наиболее интересное свойство - ферромагнетизм. Оно
характерно для группы веществ в твердом кристаллическом состо-
янии (ферромагнетиков), характеризующихся параллельной ориен-
тацией магнитных моментов атомных носителей магнетизма.
Параллельная ориентация магнитных моментов существует в
довольно больших участках вещества - доменах. Суммарные маг-
нитные моменты отдельных доменов имеют очень большую величину,
однако сами доменты обычно ориентированы в веществе хаотично.
При наложении магнитного поля происходит ориентация доменов,
что приводит к возникновению суммарного магнитного момента у
всего обьема ферромагнетика, и, как следствие, к его наманичи-
ванию.
А.с. 540 299: Постоянный магнит, содержащий одноименные
частицы, отличающийся тем, что с целью повышения коэрицитивной
силы, в качестве доменов использованы отрезки литого микропро-
вода в стеклянной изоляции, каждый из которых содержит один
микрокристал.
Естественно, что ферромагнетики, как и парамагнетики, пе-
ремещаются в ту точку поля, где напряженность максимальная
(втягиваются в магнитное поле). Из-за большой величины магнит-
ной проницаемости сила, действующая на них, гораздо больше.
А.с. 512 224: 1- Способ склеивания ферромагнитных матери-
алов, включающий операцию нанесения клея на склеиваемые по-
верхности, соединение поверхностей, полного отвердения клея,
отличающийся тем, что с целью уничтожения прочности склеива-
ния, в период открытой выдержки раздельно проводят обработку
каждой из двух склеиваемых поверхностей с нанесенным на них
слоя клея постоянными магнитными полями противоположной поляр-
ности с напряженностью от 500 до 700 эротед.
2- Способ по п.1, отличающийся тем, что в период отверж-
дения на клеевой шов воздействуют магнитным полем, совпадающим
по направлению с полем остаточного магнетизма.
А.с. 185 003: Способ обработки внутренних поверхностей
труб, включающий операции по введению внутрь трубы абразива
ввиде мелкозернистого или порошкобразного вещества высокой
твердости, перемещения этого абразива относительно внутренней
поверхности трубы при их взаимном контакте и последующего изв-
лечения из трубы полученного порошкообразного продукта, отли-
чающийся тем, что с целью улучшения качества обработки трубы и
для ее нагрева, феромагнитный абразив после его введения
внутрь трубы подвергается воздействию вращающегося электромаг-
нитного поля, созданного вокруг трубы.
Здесь используется эффект втягивания ферромагнетика в то
место поля, где магнитные силовые линии "гуще"; так как поле
вращается, то вращаются и частицы.
8.1.3.1. Существование доменов в ферромагнетиках возможны
только ниже определенной температуры (ТОЧКА КЮРИ). Выше точки
Кюри тепловое движение нарушает упорядоченную структуру доме-
нов и ферромагнетик становится обычным парамагнетиком.
Патент ФРГ 1 243 791: Термолюминисцентный дозиметр, со-
держащий дозиметрический элемент, заключенный в герметизиро-
ванную прозрачную камеру и снабженный носителем
люминисцентного материала, нагреваемый индукционным путем, от-
личающийся тем, что носитель содержит ферромагнитный материал,
точка Кюри которого, характеризующие фазовый переход второго
рода, соответствуют определенной максимальной температуре.
Диапазон температур Кюри для ферромагнетиков очень широк:
у радолиния температура Кюри 20 C, для читого железа - 1043 К.
Практически всегда можно подобрать вещество с нужной темпера-
турой Кюри.
А.с. 266 029: Магнитная муфта скольжения, содержащая кор-
пус и многополюсный ротор с постоянными магнитами,
отличающаяся тем, что с целью автоматического включения муфты
при заданной температуре, она снабжена шунтами, установленными
между полюсами ротора и выполненного из термореактивного мате-
риала, имеющего характеристику магнитной проницаемости с точ-
кой Кюри, соответствующей заданной температуре, а корпус и ро-
тор изготовлены из материала сточкой Кюри, соответствующей
температуре выше заданной.
При понижении температуры все парамагнетики, кроме тех у
которых парамагнетизм обусловлен электронами проводимости, пе-
реходят либо в ферромагнитное, либо в антиферромагнитное сос-
тояние.
8.1.4. У некоторых веществ (хром, марганец) собственные
магнитные моменты электронов ориентированы антипараллельно
(навстречу) друг другу. Такая ориентация охватывает соседние
атомы и их магнитные моменты компенсируют друг друга. В ре-
зультате антиферромагнетики обладают крайне малой магнитной
воспримчивостью и ведут себя как очень слабые парамагнетики.
8.1.4.1. Для антиферромагнетиков также существует темпе-
ратура, при которой антипараллельная ориентация спинов исчеза-
ет. Эта температура называется антиферромагнитной точкой Кюри
или точкой Нееля.
У некоторых ферромагнетиков (эрбин, диоброзин, сплавов
марганца и меди) таких температур две (верхняя и нижняя точка
Нееля), причем антиферромагнитные свойства наблюдаются только
при промежуточных температурах. Выше верхней точки вещество
ведет себя как парамагнетик, а при температурах меньших нижней
точки Нееля, становится ферромагнетиком.
8.1.5. Необратимое изменение намагниченности ферромагнит-
ного образца, находящегося в слабом постоянном магнитном поле,
при циклическом изменении температуры называется температурным
магнитным гистерезисом. Наблюдается два вида гистерезиса, выз-
ванных изменением доменой и кристаллической структуры. Во вто-
ром случае точка Кюри при нагреве лежит выше, чем при охлажде-
нии.
А.с. 467 314: Способ записи оптических изображений на
ферромагнитную пленку, заключающийся в ее экспонировании, от-
личающийся тем, что с целью упрощения процесса записи путем
исключения операции по намагничиванию пленки, экспонирование
пленки осуществляют в интервале от температуры Кюри при нагре-
ве до температуры Кюри при охлаждении.
А.с. 515 169: Способ сборки ферритовых постоянных магни-
тов в систему с предварительным намагничиванием каждого магни-
та, 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 неском-
пенсированный) совокупность магнитных свойств веществ (ферро-
магнетиков) в твердом состоянии, обусловленных наличием внутри
тела межэлектронного обменного взаимодействия, стремящегося
создать антипараллельную ориентацию соседних атомных магнитных
моментов. В отличии от антиферромагнетиков, соседние противо-
положно направленные магнитные моменты в силу каких-либо при-
чин не полностью компенсируют друг друга. Поведение ферромаг-
нетика во внешнем поле во многом аналогично ферромагнетику, но
температурная зависимость свойств имеет иной вид: иногда су-
ществует точка компенсации суммарного магнитного момента при
температуре ниже точки Нееля. По электрическим свойствам фер-
ромагнетикид и э ле к т р и к и или полупроводники.
8.1.7. Суперпарамагнетизм - квазипарамагнитное поведение
систем состоящих совокупности экстремально малых ферро или фе-
римагнитных частиц. Частицы этих веществ при определенно малых
размерах переходят в однодоменное состояние с однородной са-
мопроизвольной намагниченностью по всему обьему частицы. Сово-
купность 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 момен-
тов. Аналогичными свойствами обладают и тонкие ферромагнитные
пленки.
Супермагнетизм применяется в тонких структурных исследо-
ваниях, 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, про-
порциональный первой степени величины напряжений. Этот эффект
весьма мал и легче всего его обнаружить в антиферромагнетиках.
8.1.9. Магнитоэлектрики - вещества, у которых при помеще-
нии их в электрическое поле возникает магнитный момент, про-
порциональный 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 раз-
магничивания парамагнитных солей.
8.3. Изменение размеров тела, вызванное изменениями его
намагниченности, называют - магнитострикцией (обьемной или ли-
нейной).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 указан-
ными блоками и источник напряжения, под воздействием потенциа-
лов которого осуществляется перемещение рычага, отличающееся
тем, что с целью повышения точности юстировки в направлении,
перпендикулярном поверхности рабочего слоя магнитного носите-
ля, оно снабжено пружиной, скрепленной с другим концом рычага,
фиксирующем его положение зажимом, и соленоидом, при этом ры-
чаг 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 установлен-
ныеизоляционную 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 пос-
тоянного 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 измене-
нию 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 по-
лем и их электрически поляризация магнитным полем. (Открытие
N'123). Этот эффект обусловлен специфическойсимметрией распо-
ложения 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 явле-
ний 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 гиромаг-
нитного эффекта при угловом перемещении магнитометров резуль-
тирующего поля, находящегося на самолете, и прибор для его
осуществления обеспечивает компенсацию влияния гиромагнитного
эффекта на магнитометр результирующего поля который имеет отс-
читывающую обмотку. Гиромагнитный эффект возникает в результа-
те углового перемещения относительно данного направления, со-
вершаемого самолетом, на котором находится магнитометр.
Вырабатывается электрический сигнал, величина котрого пропор-
циональна угловой скорости самолета относительно данного нап-
равления. 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 взаимо-
действия) в феритах-гранатах возникают в результате взаимо-
действия между спинами магнитных ионов и упругими колебаниями
решетки, т.е. в результате тех же взаимодействий, что и магни-
тострикционные эффекты.
А.с. 528 497: Волоконный звукопровод, состоящий из воло-
кон звукопроводящего материала, собранных по концам в жгут,
отличающийся тем, что с целью увеличения стабильности эксплуа-
тационных 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 коле-
баний 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 эле-
мента изменяют магнитным полем с симметричной магнитодвижущей
силой напряженность которого изменяется пилообразным током, и
по величине тока в момент резонанса определяют частоту механи-
ческих колебаний обьекта.
8.7. Ферромагнитный резонанс - электронный магнитный ре-
зонанс в ферромагнетиках - совокупность явлений, связанных с
избирательным поглощением ферромагнитиками энергии электромаг-
нитного 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 то-
ка путем сравнивания с постоянным током, отличающийся тем, что
с целью увеличения быстродействия и точности измерения, ферри-
товый элемент выводят из режима ферромагнитного резонанса по-
мещая его в магнитное поле измеряемого постоянным током, возв-
ращают его в режим феррорезонанса, изменяя постоянный ток, и
по величине постоянного тока судят о мгновенном значении изме-
ряемого 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 (воз-
растание магнитной восприимчивости вблизи точки Кюри и Баркга-
узена) ступенчатый ход кривой намагниченности образца вблизи
температуры Кюри при изменении температуры, упругих напряжений
или внешнего магнитного поля.
А.с. 425 142: Способ измерения максимальной дифференци-
альной магнитной проницаемости в ферромагнитных материалах,
основанный на подсчете числа скачков Баркгаузена на восходящей
ветви петли гистеризиса, отличающийся тем, что с целью повыше-
ния точности и упрощения процесса измерения, уменьшают напря-
женность магнитного поля до величины, при которой чило скачков
Баркгаузена на нисходящей ветви петли гистеризиса станет рав-
ным половине общего числа скачков, при этом значении уменьшают
напряженность магнитного поля на заданную величину и измеряют
приращение индукции, по величине которой определяют максималь-
ную дифференциальную магнитную проницаемость.
Кроме того, вблизи точки Кюри наблюдается ферромагнитная
аномалия теплоемкости. Это дает возможность определять темпе-
ратуру 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.
КОНТАКТНЫЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭМИССИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
9.1.При контакте двух разных металлов один из них заряжа-
ется положительно, другой - отрицательно и между ними возника-
ет 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 контакти-
рующих тел "(Закон Вольта)"
А.С.N 508550: Способ контроля качества спекания агломера-
ционной шихты путем изменения электрических характеристик спе-
каемого 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 аг-
регата и спеченным материалом и сравнивают эту величину с аб-
солютной величиной электрического напряжения (ЭДС),полученной
при спекании материала с эталонными характеристиками.
А.С.N 255620 Способ определения усталостной прочности ме-
талла 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 вы-
хода электрона с его поверхности например, методом контактной
разности потенциалов, по которой судят о накоплении усталост-
ных повреждений в металле.
Контактная разность потенциалов возникает не только между
двумя металлами, но и между двумя полупроводниками полупровод-
ником и металлом,двумя диэлектриками и т.д., причем соприкаса-
ющие 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 яв-
ления.Причем знаки зарядов , возникающих при трении двух тел ,
определяются их составом,плотностью,диэлектрической проницае-
мостью,состоянием поверхности и т.д. Трибоэлектричество возни-
кает 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 ско-
рости утечки возникающих зарядов,образование зарядов происхо-
дит путем вращения твердого тела,помещенного в иследуемую жид-
кость.
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 поло-
жительно,на оргстекле отрицательно.Потом рукова сходятся в об-
щую камеру,где размноженные частицы антрацита притягива, сли-
ваются 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 проводи-
мости образуется р-п п е р е х о д, также обладающий вентиль-
ными свойствами. Это явление используется во многих типах по-
лупроводниковых приборов.
9.2. В металлах полупроводниках процессы переноса зарядов
(электрический ток) и энергии взаимосвязаны,так как осущест-
вляются 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 темпера-
турах. Эта ЭДС зависит только от температуры и от природы ма-
териалов, составляющих термоэлемент. Термо э.д.с. для пар ме-
таллов 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 пропус-
кая через нее в течение определенного времени постоянный по
величине электрический ток,измеряютпри помощи термопары-датчи-
ка температуры ее нагрева и судят о наличии дефекта по откло-
нению этой температуры от температуры нагрева бездефектной зо-
ны сварного соединения, отличающийся тем , что с целью
контроля зоны сварного соединения двух разных металлов, напри-
мер, контактных узлов радиодеталей, в качестве термопары-дат-
чика используют термопару, образованную соединенными металла-
ми.
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 пос-
ледовательно любое число проводников любого состава,все спаи
(контакты) которых поддерживаются при одной и тойже температу-
ре, то термо э.д.с. в такой системе будет равна термоэдс ис-
ходного элемента.
А.С. N 531042: Термопара, содержащая защитный чехол,тер-
моэлектроды с электрической изоляцией, рабочие концы которых
снабжены снабжены токопроводящей перемычкой ,образующей изме-
рительный спай,отличающийсятем,что с целью увеличения срока
службы термопары в условиях повышенной вибрации и больших ско-
ростей 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 темпера-
турной зависимости термо э.д.с.,отличающейся тем,что с целью
повышения надежности распознавания измеряют термо э.д.с. кон-
такта 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 метал-
ла 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 джо-
удева тепла доплнительно выделяется или поглощается, в зависи-
мости от направления тока,некоторое колличество тепловых (спай
сурьма-висьмут при 20градусах С -10,7мкал/Кулон).При этом кол-
личество теплоты пропорционально первой степени тока.
Патент США N 3757151: Для увеличения отношение сигнал шум
ФЭУ предлогается способ охлаждения фотокатодов термоэлектри-
ческими элементами,расположенными внутри вакуумной оболочки
ФЭУ.
Заявка ФРГ N 1297902: Холодильник устройства для отбора
газа, в котором отвод конденсата составляет одно целое с холо-
дильником. На внутренней стороне полого конуса закреплены хо-
лодные спаи элементов Пельтье и от него ответвляется трубопро-
вод для отбора измерительнонго газа. Холодильник,отличается
тем,что в качестве генератора тока,потребляемыми элементами
Пельтье,предусмотрена батарея термоэлементов,горячие спаи ко-
торых 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 нерав-
номерно нагретому однородному проводнику или полупроводнику.
9.3. При контакте тел с вакуумом или газами наблюдается
электронная эмиссия - выпускание электронов телами под влияни-
ем внешних воздействий: нагревания (теплоэлектронная эмиссия)
потока фотонов (фотоэмиссия),потока электронов (вторичная
эмиссия),потока ионов,сильного электрического поля (автоэлект-
ронная или холодная эмиссия),механических или других "портящих
структуру" воздействий (акзоэлектронная эмиссия)
Во всех видах эмиссий , кроме автоэлектронной, роль внеш-
них воздействий сводится к увеличению энергетии части электро-
нов 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 поверх-
ностного слоя полупроводниковых пластин, отличающихся тем,что
с целью обеспечения возможности автоматизации и упрощения по-
цесса контроля,пластину нагревают до температуры ,соответству-
ющей 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 поло-
жению 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 лопат-
ки имеют покрытие, обеспечивающее вторичную электронную эмис-
сию, например, сурьмяно-цезиевое.
9.3.1. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электри-
ческое поле превращают потенциалный порог на границе тела в
барьер конечной ширины и уменьшает его высоту относительно вы-
соты первоначального порога,вследствии чего становиться воз-
можным квантовомеханическое тунелирование электронов сквозь
барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии элект-
рическим полем.
А.С. N 488268: Способ измерения обьемной концентрации уг-
леводородов в вакуумных системах путем термического разложения
углеводородов на нагретом острийном автокатоде и регистрации
времени накопления пиролетического углерода до одной из эта-
лонных 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 диэлектри-
ческих пленок в сильныь полях не мешает походу электронов че-
рез 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 запи-
си неограничено долгое время одна из экранных сеток,служащая
потенциалоносителем, изготовлена из металлов , излучающих вто-
рично-электронную эмиссию,покрытых пленкой диаэлектрика и об-
ладающих эффектом.
9.3.3. Туннелирование электронов по потенциальным барь-
ерам широко используется в специальных полупроводниковых
приборах туннельных диодах. На высоту тунельного барьера можно
влиять не только электрическим полем, но и другими воздействи-
ями
Патент Франции N 2189746: Устройство пзволяющее обнаружи-
вать 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. Уст-
ройство применимо в магнитных долговременных и оперативных за-
поминающих устройствах.
А.С.N 286274: Устройство для измерения контактного давле-
ния ленты на магнитную головку,содержащее упругие элементы и
датчики, отличающиеся тем,что с целью осуществления одновре-
менно интегрального и дискретного измерения указанного давле-
ния , устройство измерения выполнено в виде полуцилиндра, сос-
тоящего 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
ГАЛЬВАНО И ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
10.1. Гальваномагнитные явления - это совокупность явле-
ний, возникающих под действием магнитного поля в проводимых
проводимых, по которым протекает электрический ток. При этом:
10.1.1. В направлении перпендикулярном направлениям маг-
нитного 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 мак-
симума в точкке Кюри, а затем снижается.
А.с. 272 426: Способ измерения магнитной индукции в об-
разце 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 из-
меряют Э.Д.С. Холла на его основных гранях, по которой судят
об искомой величине.
А.с. 2 836 399: Устройство для измерения среднего индика-
торного давления в цилиндрах поршневых машин, содержащее дат-
чик, преобразующий давление и электрический сигнал, датчик по-
ложения 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 подк-
люченк указателю.
10.1.2. В направлении перпендикулярном к направлению маг-
нитногополя и направлению тока возникает температурный гради-
ент (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 ох-
ладителя Эттингсгаузена, термобатарея выполнена ввиде цилинд-
рического соленоида.
10.1.3. Изменяется сопротивление проводника, что эквива-
лентно возникновению добавочной разности потенциалов вдоль
направления электрического тока. Для обычных металлов это из-
менение мало - порядка 0,1% в поле 20 кв, однако для висмута и
полупроводников величина изменения может достигать 200% (в по-
лях 80 кв.).
А.с. 163 508: Универсальный гальваномагнитный датчик, со-
держащий плоские токовые и холловские электроды точечность
контакта которых обеспечивает перемычки в теле датчика, отли-
чающийся тем, что с целью уменьшения эффекта закорачивания
холловского напряжения токовыми электродами использования од-
ного и того же единого гальваномагнитного датчика как датчика
э.д.с. Холла или как датчика магнитосопротивления, или как ги-
ратора, токовые электроды расположены вдоль эквипотенциальных
линий поля Холла или под острым углом к ним, например по реб-
рам плоского датчика, а для перехода из одного используемого
эффекта к другому применено коммутирующее устройство и регули-
руемый источник питания.
10.1.4. Термомагнитные явления - совокупность явлений,
возникающих под действием магнитного поля в проводниках, внут-
ри которых имеется тепловой поток.
при поперечном замагничивании проводника возникает следу-
ющие термомагнитные явления: