Автоматизированный вибрационный магнитометр с электромагнитом конструкции Пузея Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической области

УДК 621.317.444

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ВИБРАЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР С ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ КОНСТРУКЦИИ ПУЗЕЯ

Д. А. Великанов

Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50 Сибирский федеральный университет Россия, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79. Е-шаП: [email protected]

Описан вибрационный магнитометр, предназначенный для исследования статических магнитных свойств твёрдотельных образцов в магнитных полях до 25 кЭ. Магнитометр позволяет снимать магнитополевые, температурные и угловые зависимости магнитного момента. Динамический диапазон прибора составляет 510 -6 - 100 Гссм3.

Ключевые слова: вибрационный магнитометр, электромагнит, вибратор, криостат, магнитный момент, динамический диапазон.

AUTOMATED VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER WITH PUZEY ELECTROMAGNET

D. A. Velikanov

Kirenskiy Institute of Physics Siberian Branch of the Russian Academy of Science 50, Academgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia Siberian Federal University 79, Svobodny prosp., Krasnoyarsk, 660041, Russia. E-mail: [email protected]

Vibrating sample magnetometer to study the static magnetic properties of solid samples in magnetic fields up to 25 kOe is described. The magnetometer allows to receive the magnetic-field, temperature and angular dependencies of the magnetic moment. The dynamic range of the device is 510- ^ 100 emu.

Keywords: vibrating sample magnetometer, electromagnet, vibrator, cryostat, magnetic moment, dynamic range.

Вибрационный магнитометр предназначен для исследования статических магнитных свойств широкого спектра веществ и позволяет снимать магнитополе-вые, температурные и угловые зависимости магнитного момента.

Намагничивающее поле создается электромагнитом конструкции И. М. Пузея [1], имеющим сопротивление обмотки 1 Ом. Источником питания электромагнита служит мотор-генератор, содержащий асинхронный электродвигатель типа А2-82-4 и генератор постоянного тока типа П91. Обмотка возбуждения генератора запитана от двуполярного регулируемого источника тока, что позволяет записывать полные петли гистерезиса. Для запуска генератора применено устройство плавного пуска Danfoss МСБ 201, дистанционное управление которым осуществляется с операционной панели по интерфейсу Я^-485.

Измерения на магнитометре проводятся прямым методом. Исследуемый образец крепится к штоку, который приводится в колебательное движение с помощью вибратора оригинальной конструкции [2]. Параметры колебаний стабилизируются с высокой точностью. Это сделано в целях минимизации влияния оных на результаты измерений. Так, относительная нестабильность амплитуды колебаний составляет 10-4, а частоты - 10-5 [3].

Для регулировки температуры образца используется проточный криостат, оснащённый нагревателем. Пары жидкого азота подводятся к исследуемому об-

разцу из транспортного сосуда Дьюара по стандартному переливному устройству.

Для регистрации полезного сигнала применена система из четырёх измерительных катушек, плоскости витков которых перпендикулярны намагничивающему полю и параллельны направлению колебаний [4]. Измерительные катушки размещены в центральной части полюсных наконечников электромагнита и жёстко зафиксированы относительно них. Благодаря этому ослабляются паразитные наводки со стороны магнитного поля электромагнита, возникающие вследствие вибраций.

Наиболее важные параметры вибрационного магнитометра представлены в таблице.

Основные параметры магнитометра

Динамический диапазон 510-6 - 100 Гссм3

Магнитное поле 0 - ±25 000 Э

Температура образца 77 - 370 К

Автоматизация измерений производится с помощью программы, написанной на языке Delphi. Данные с измерителя магнитной индукции, с датчика температуры и с выхода регистрирующей схемы магнитометра посредством специализированного контроллера передаются на LPT-порт персонального компьютера. Значения измеряемых параметров в ходе эксперимента записываются на жесткий диск компьютера и графически отображаются на экране монитора.

Решетневские чтения. 2013

20 10

£ „ щ 0

-10

-20

- --- vldFeB Г = 295 К - - -^-1-

1 . 1

1 -

-20000 -10000 10000 20000

Н, Ое

0,0004

0,0002

з

Е

о) 0,0000

-0,0002

-0,0004

Ni/Ge —■—i—■— -?- •

T = 295 K f к Щ ш

t * * А • • • • •

i • ■ • Л

-fe ы> . W Л

7*

-1- -

-200

-100

0

Н, Ое

100

200

Полевые зависимости магнитного момента NdF eB и плёнки Ni/Ge

Широкий динамический диапазон прибора даёт возможность исследовать самые разнородные материалы. В качестве примера на рисунке представлены магнитополевые зависимости магнитного момента для объёмного образца сплава NdFeB и для тонкоплёночной структуры Ni/Ge, снятые при комнатной температуре.

Библиографические ссылки

1. Пузей И. М., Сабинин П. Г. Электромагнит для физико-химических исследований // ПТЭ. 1960. № 1. С. 104-109.

2. Пат. РФ № 2339965. Вибрационный магнитометр / Д. А. Великанов. Опубл. 27.11.2008. Бюл. № 33.

3. Пат. РФ № 2341810. Вибрационный магнитометр / Д. А. Великанов. Опубл. 20.12.2008. Бюл. № 35.

4. Noakes J. E., Arrott A., Haakana C. Vibrating Sample Magnetometers // Rev. Sci. Instrum. 1968. Vol. 39, no 10. P. 1436-1438.

References

1. Puzey I. М., Sabinin P. G. Electromagnit dlja fiziko-himicheskih issledovaniy (Electromagnet for physico-chemical studies). PTE, 1960, № 1, pp. 104-109.

2. Velikanov D. A. Vibratsionnyy magnitometr (Vibrating Sample Magnetometer). Patent RF № 2339965, publ. 27.11.2008, bull. № 33.

2. Velikanov D. A. Vibratsionnyy magnitometr (Vibrating Sample Magnetometer). Patent RF № 2341810, publ. 20.12.2008, bull. № 35.

4. Noakes J. E., Arrott A., Haakana C. Vibrating Sample Magnetometers. Rev. Sci. Instrum, 1968, vol. 39, no 10, pp. 1436-1438.

© Великанов Д. А., 2013

УДК 621.892

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

С. Г. Докшанин

Сибирский федеральный университет Россия, 660074, Красноярск, ул. Киренского, 26. E-mail: [email protected]

Рассматривается возможность повышения трибологических свойств пластичных смазочных материалов за счет введения ультрадисперсного наполнителя. Приведены результаты исследований, предложена математическая модель распределения температуры.

Ключевые слова: пластичный смазочный материал, антифрикционные свойства, ультрадисперсная добавка, узел трения.

EFFECT OF PARTICLE SIZE OF ULTRA-DISPERSE FILLER ON PERFORMANCE

PROPERTIES OF GREASE

S. G. Dokshanin

Siberian Federal University 26 Kirenskiy str., Krasnoyarsk, 660074, Russia. E-mail: [email protected]