Магнитные превращения

Наиболее структурно-чувствительными являются магнитные параметры ферромагнитных металлов. За счет действия приложенных напряжений (оь) возникает наведенная магнитная анизотропия. Характер возникающей анизотропии зависит от знака магнитострикции насыщения (1$) материала. Если произведение As • <т0 > 0, то наведенная анизотропия совпадает с направлением действующих напряжений, при этом увеличивается объем доменов с продольной намагниченностью. Если произведение AS • a
Ко второй группе относятся индукционные пассивные преобразователи и вихретоковые преобразователи без сердечника или с сердечником, предназначенным для концентрации магнитного поля. Магнитные параметры сердечника в рабочем диапазоне изменения магнитных полей считаются постоянными. Выходным сигналом пассивных индукционных преобразователей и трансформаторных вихретоковых преобразователей является ЭДС, наведенная в измерительной обмотке, а выходным сигналом параметрических вихретоковых преобразователей является внесенное комплексное сопротивление. С точки зрения теоретической электротехники наведенная в обмотке ЭДС и внесенное комплексное сопротивление эквивалентны.

вании применения амплитудно-фазового способа в этих случаях исходят из того, что все остальные параметры, кроме двух учитываемых, стабилизируются технологией производства изделий. Чаще всего такая стабилизация не обеспечивается, так как электрические и магнитные параметры многих изделий технической документацией не нормируются. Поэтому гарантировать паспортные технические характеристики прибора весьма трудно. Отсюда распространена ситуация, при которой прибор удовлетворительно работает определенное время, но постепенно достоверность его показаний снижается до недопустимого уровня. В этом случае пределы изменения неучитываемых параметров объекта значительно превышают планируемые.

Ко второй группе относятся индукционные пассивные преобразователи и вихретоковые преобразователи без сердечника или с сердечником, предназначенным для концентрации магнитного поля. Магнитные параметры сердечника в рабочем диапазоне изменения магнитных полей считаются постоянными. Выходным сигналом пассивных индукционных преобразователей и трансформаторных вихретоковых преобразователей является ЭДС, наведенная в измерительной обмотке, а выходным сигналом па-рамегрических вихретоковых преобразователей является внесенное комплексное сопротивление. С точки зрения теоретической электротехники наведенная в обмотке ЭДС и внесенное комплексное сопротивление эквивалентны.

Все сказанное имеет место при решении простых двухпараметровых задач, когда применение амплитудно-фазового метода достаточно строго обосновано. К ним относится сравнительно небольшой круг практических задач, например, измерение удельной электрической проводимости немагнитных металлов, а также зазора или толщины диэлектрического покрытия на неферромагнитаой металлической основе. Как правило, число параметров, влияющих на результаты контроля, значительно больше двух, поэтому возможности двухпараметровых приборов резко ограничены. При обосновании применения амплитудно-фазового способа в этих случаях исходят из того, что все остальные параметры, кроме двух учитываемых, стабилизируются технологией производства изделий. Чаще всего такая стабилизация не обеспечивается, так как электрические и магнитные параметры многих изделий технической документацией не нормируются. Поэтому гарантировать паспортные технические характеристики прибора весьма трудно. Отсюда распространена ситуация, при которой прибор удовлетворительно работает определенное время, но постепенно достоверность его показаний снижается до недопустимого уровня. В этом случае пределы изменения неучитываемых параметров объекта значительно превышают планируемые.

Вместе с тем магнитные параметры меняются иным образом. Обнаружено [234], что магнитная восприимчивость сначала слабо возрастает с температурой отжига. При температурах выше примерно 470 К скорость роста увеличивается, что соответствует протеканию рекристаллизации. Коэрцитивная сила Нс [105] чувствительна к процессу эволюции микроструктуры вплоть до размера зерен в несколько микрометров (см. рис. 3.3). Выше этого размера она становится менее чувствительной к росту зерен. Остаточная намагниченность изменяется сложным, немонотонным образом, что детально обсуждается в работе [105].

Расшифровка показаний электромагнитных структу-роскопов затрудняется тем, что по -магнитным характеристикам материалов, определенным в постоянных полях, нельзя полностью рассчитать магнитные параметры и, следовательно, предвидеть их поведение в переменных электромагнитных полях.

ном состоянии сталь магнитна: после обработки холодом со старением магнитное насыщение составляет 10000—13000 гс. Следовательно, контроль механических свойств этого класса сталей перспективен, причем необходимо тщательно исследовать все магнитные параметры. Данных по изучению свойств этих сталей с целью применения неразрушающих методов для их контроля в отечественной литературе не найдено.

Методика исследования корреляционных связей между магнитными и механическими свойствами указанных сталей такая же, как и сталей 08Ю и ЮКП [6, 71. Измерялись основные магнитные параметры Нс. В,., цо, Umax в поле соленоида около 400 Э на образцах размером 200X20X1-^-2 мм. Результаты испытаний сталей ЗКП, 15СП и 20СП представлены на рис. 1, 2 (без учета размагничивающего фактора).

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — магнитномягкие материалы, обладающие магнитострикц. св-вами (т. е. зависимостью деформаций и напряжений от магнитного поля и индукций и обратно) и применяемые для изготовления магнитострикц. преобразователей. М. м. оцениваются по величине их хар-к, определяющих осн. св-ва преобразователей: чувствительность в режиме излучения и приема, кпд и др. Важнейшие хар-ки М. м. связывают механич. и магнитные параметры состояния вещества: 1) коэфф. магнито-механич. связи k — отношение преобразованной мехаиич. энергии к магнитной при работе магнитострикц. излучателя на низкой частоте без учета потерь (или соответственно отношение преобразованной магнитной энергии к механиче-стрикционных материалов

Различают два типа магнитов из феррита бария: изотропные (БИ), свойства которых в разных направлениях одинаковы, и анизотропные (БА), у которых в спеченном состоянии гексагональные оси кристаллов ориентированы в одном направлении. В этом направлении магнитные параметры (остаточная индукция Вг, коэрцитивная сила Нс и магнитная энергия (ВЯ)гаах) значительно выше, чем у изотропных магнитов.

7. Магнитные превращения............. 58

7. МАГНИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

Магнитные превращения

Магнитные превращения '2,S • являются следствием изме- " 2,0 нений в строении внешних электронных оболочек атомов 0 ферромагнитных элементов. д§

Магнитные превращения

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — lg (t + const) или у — — lg t (при t ^> const) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, Cd, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, что. скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме [7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15]. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка' Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах

Фиг. 25. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы платина — железо: / — закаленные; 2 —отожженные; 3 — нагрев; 4 — охлаждение; 5 — магнитные превращения.

Фиг. 26. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы платина—кобальт: /— закаленные; 2 — отожженные; 3 — магнитные превращения; 4 — нагревание: л -- охлаждение.

Фиг. 27. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы платина—никель: 1 — закаленные; 2 — отожженные; .? — магнитные превращения.

Фиг. 39. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы палладий—никель; /— магнитные превращения.

Фиг. 25. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы платина — железо: / — закаленные; 2 —отожженные; 3 — нагрев; 4 — охлаждение; 5 — магнитные превращения.