Магнитного резонанса

Магнитный контроль основан на намагничивании сварных или паяных соединений и обнаружении полей магнитного рассеяния на дефектных участках. Изделие намагничивают, замыкая им магнито-провод электромагнита или помещая его внутрь соленоида. На поверхность соединения наносят порошок железной окалины или его масляную суспензию. Изделие слегка обстукивают для облегчения подвижности частиц порошка. По скоплению порошка обнаруживают дефекты, залегающие на глубине до 6 мм.

руемого тока будет меньше и, наоборот, чем больше витков, тем напряжение выше. Регулирование величины сварочного тока и создание внешней характеристики обеспечивается изменением потока магнитного рассеяния или включением в сварочную цепь дополнительного индуктивного сопротивления.

Магнитные методы контроля основаны на обнаружении полей магнитного рассеяния, образующихся в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий. Изделие намагничивают, замыкая им сердечник электромагнита или помещая внутрь соленоида. Требуемый магнитный поток можно создать пропусканием тока по виткам (3—^ витков) сварочного провода, наматываемого на контролируемую деталь. В зависимости от способа обнаружения потоков рассеяния различают следующие методы магнитного контроля: метод магнитного порошка, индукционный и магнитографический.

ОБ ИНТЕНСИВНОСТИ МАГНИТНОГО РАССЕЯНИЯ В ЛИСТАХ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СТАЛИ

В работе [1] с помощью порошкового метода показано наличие в листах трансформаторной стали макроскопического рассеяния магнитного потока, имеющего квазипериодический характер. Последующими исследованиями [2] установлена его связь с кристаллической структурой материала, которая обусловливает конкретное состояние магнитной макроструктуры в том или ином образце. Порошковый метод дает прекрасную иллюстрационную картину выхода магнитных потоков на поверхность пластины, как бы очерчивая контуры магнитного рассеяния, однако не дает представления о пространственном развитии полей рассеяния, их зависимости от величины намагничивающего поля и т. д.

С помощью магнитной головки, имеющей известную характеристику, исследовалась также зависимость между интенсивностью полей рассеяния и средней намагниченностью листа. Полученный результат представлен кривой / на рис. 1, г, где по оси абсцисс отложена величина тока в намагничивающих катушках, по оси ординат — напряженность магнитного поля рассеяния (Э). Одновременно у исследуемых листов измерялась величина индукции (кривая 2, по оси ординат отложена индукция листа, кгс). Кривая / на рис. 1,г, полученная при измерении поля рассеяния на той же порошковой полосе, что и на рис. \,а, б, в, дает представление о типичной связи между величиной магнитного поля рассеяния и намагничивающего поля. При этом установлено, что интенсивность магнитного рассеяния зависит также от амплитуды А зигзагообразной магнитной макроструктуры, которая это рассеяние вызывает. Именно чем длиннее порошковые линии в зигзагообразных фигурах, тем больше напряженность обусловливающих эту порошковую структуру магнитных полей рассеяния (при заданном намагничивающем поле). Так, например, измерения показали, что при сохранении характера зависимости в целом величина напряженности полей рассеяния на порошковых полосах, различающихся по длине примерно на 5 мм, при индукции листов 15 кгс имеет разницу около 10%. Следовательно, учитывая найденную в работе [2] связь между амплитудой зигзагообразных фигур и величиной зерна в пластине, можно заключить, что в листах трансформаторной стали с крупным зерном имеет место более сильное магнитное рассеяние, чем в мелкозернистых образцах.

Случай, когда hl=ti2, представлен на рис. 2, в. Несложно убедиться, что он в отличие от представленных на рис. 2, а, б удовлетворяет условию симметрии магнитного рассеяния и с этих позиций представляет собой приемлемую модель вытеснения магнитных потоков на поверхности листа. Однако очевидно, что то же можно сказать и о дефектах второго типа, представленных на рис. 2, г. Более того, дополнительный анализ показывает, что именно случай сквозного дефекта наиболее близок к реальной модели магнитного рассеяния в трансформаторной стали. Действительно, чем больше отношение Sd/S0 (где Sd — экваториальная (наибольшая) площадь сечения дефекта; S0 — площадь поперечного сечения листа), тем меньше должна быть, как известно, общая намагниченность листа /о, при которой над дефектом образуются поля рассеяния. В случае сквозных или поверхностных дефектов минималь-

Таким образом, макроскопическое магнитное рассеяние в листах трансформаторной стали моделируется системой сквозных квазидефектов (низкое ц по сравнению с основной частью листа) зигзагообразного вида; крупнозернистые листы трансформаторной стали обладают более интенсивным магнитным рассеянием, чем листы с мелкими зернами. Интенсивность магнитного рассеяния вдоль квазидефекта постоянна, а в направлении нормали к поверхности напряженность магнитного поля рассеяния падает по экспоненциальному закону.

На рис. \,а, б представлены фотографии порошковой и зе-ренной структур двух пластин, на которых видно, что пластина с большей величиной зерна имеет большую среднюю амплитуду рассеяния ЛСр. Тщательное исследование взаимодействия макропорошковой и зеренной структур на многих образцах показывает, что: 1) существуют прямолинейные отрезки зигзагообразных фигур (амплитуда магнитного рассеяния А), не выходящие за пределы одного зерна и проходящие через систему зерен; 2) одни из них могут частично или даже полностью

Т. А. Брановицкая, И. И. Брановицкий. Об интенсивности магнитного рассеяния в листах трансформаторной стали 184

Об интенсивности магнитного рассеяния в листах трансформаторной стали. Брановицкая Т. А., Брановицкий И. И. «Физические методы и средства неразрушающего контроля». Ми., «Наука и техника», 1976, 184—189.

Рис. 1.22. Получение спектров ядерного магнитного резонанса: образец быстро вращается между полюсами электромагнита, чтобы усреднить местные изменения магнитного поля.

ФЕРРИТЫ - неметаллич. твёрдые магнитные материалы, по хим. составу - соединения оксида железа РезОз с оксидами др. металлов. Применяют Ф. со структурой шпинели (ферро-шпинели) и со структурой граната (феррогранаты), а также гексафер-риты и ортоферриты. Иногда термин «Ф.» используют как общее назв. фер-римагнетиков (см. Ферримагнетизм). Изделия из Ф. обычно изготовляют спеканием. По магнитным св-вам Ф. аналогичны ферромагнетикам, но обладают весьма малыми потерями на вихревые токи и меньшей плотностью. Применяются в устройствах радиотехники, техники связи, электроники, вычислит, техники и др. ФЕРРО..., ФЕРР... (от лат. ferrum -железо) - часть сложных слов, означающая: относящийся к железу, железный (напр., ферросплавы). ФЕРРОГРАНАТЫ - ферриты иттрия и лантаноидов, имеющие кубич. структуру минерала граната с общей ф-лой M3FesOi2, где М - Y, Gd, Tb, Dy, Eu и др. Обладают сравнительно малыми значениями намагниченности насыщения и узкой кривой ферромагнитного резонанса; по элек-трич. св-вам относятся к классу полупроводников. Для Ф. характерен Фарадея эффект. Используются для создания модуляторов света, магни-тооптич. затворов, запоминающих и логич. устройств, а также феррито-вых вентилей, циркуляторов, фильтров, фазовращателей и т.д. ФЕРРбГРАФ (от ферро... и ...граф) -прибор для испытания и контроля магнитомягких материалов, позволяющий визуально наблюдать динамич. цикл гистерезиса и фотографировать динамич. кривые в широком диапазоне частот (вплоть до 100 кГц), исследовать влияние разл. факторов (деформаций, темп-ры, подмагничива-ния пост, током и др.) на форму и размеры динамич. кривых и др. ФЕРРОГРАФИЯ - то же, что магнито-графия.

ФЕРРОМАГНЕТИКИ - в-ва, обладающие ферромагн. св-вами (см. Ферромагнетизм). К Ф. относятся: нек-рые чистые металлы группы железа (Fe, Со, Ni) и редкоземельные металлы (Gd, Tb, Dy, Но, Ег), а также их сплавы и соединения Сг и Мп с не-ферромагн. элементами (т.н. гейс-леровы сплавы). По величине коэрцитивной силы Ф. делятся на маг-нитомягкие материалы (применяются для изготовления магнитопроводов, элементов памяти ЭВМ, магн. линз и т.д.) и магнитотвёрдые материалы (служат в осн. для изготовления постоянных магнитов). ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС - ИЗ-бират. поглощение ферромагнетиком энергии электромагн. поля при частотах (обычно радиодиапазона), совпадающих с собств. частотой прецессии магн. момента ферромагнетика; разновидность магнитного резонанса. Ф.р. в ферритах лежит в основе работы мн. СВЧ устройств (пара-метрич. усилителей и генераторов, преобразователей частоты, резонансных вентилей и др.). ФЕРРОМЕТР (от ферро... и метр) -прибор для испытаний магнитомягких материалов в перем. магнитных полях. Ф. позволяет измерять ср. значения эдс, наводимых в обмотках, охватывающих сердечник из магн. материала, а следовательно, напряжённость магн. поля, а также определять мгновенные значения индукции и напряжённости поля для разл. моментов времени (по результатам измерений строят динамич. цикл гистерезиса).

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ — область физики, в к-рой исследуются спектры поглощения и излучения веществом электромагнитных волн в диапазоне, охватывающем интервал частот от сотен Гц до 300 ГГц. Методы Р. применяют, напр., для изучения строения вещества на основе электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса, для непрерывного контроля технология, процессов, для создания эталонов частоты и времени, высокоточных стабилизаторов частоты и т. д.

ЯДЕРНЫЙ ПАРАМАГНЕТИЗМ — очень слабый парамагнетизм нек-рых веществ, обусловленный магнитными моментами атомных ядер. С Я. п. связано явление ядерного магнитного резонанса.

Созданы электромагнитные томографы, работающие на принципе ядерного магнитного резонанса, характеризующегося появлением частотно-избирательных эффектов, поглощения и излучения электромагнитной энерги^ ядрами вещества, находящегося в магнитном поле." Причина магнитного резонанса в том, что ядра некоторых атомов (водород, фтор, фосфор и др.) обладают положительным моментом, который взаимодействует с приложенным магнитным полем. Магнитный резонанс своим происхождением обязан существованию у этих ядер одновременно электростатического и механического моментов.

Соотношение (11.39) выражает условие электронного магнитного' резонанса (ЭМР). Само явление резонанса состоит в интенсивном поглощении веществом электромагнитной энергии определенной частоты. Поэтому это поглощение называют резонансным. Частота. такого поглощения, как видно из (11.39), зависит от напряженности постоянного магнитного поля Я0. При Я0 = 5,6-105 А/м и g = 1 Vpe3 = 2- 10* МГц, что соответствует длине волны К — 0,016 м.

Современные требования к повышенной однородности магнитного поля в радиоспектрометрах ядерного магнитного резонанса (ЯМР) вызывают необходимость заново пересмотреть некоторые операции и приемы установившейся технологии изготовления полюсных наконечников.

Представленные в сборнике результаты расчета влияния излучения посторонних источников при тепловых методах контроля и экспериментальные данные по чувствительности приемников излучения в зависимости от температуры среды и фоновой засветки позволяют учесть влияние излучения посторонних источников при измерении температуры, когда их интенсивность в несколько раз превышает полезный сигнал. Даны результаты исследования по оптимизации магнитных свойств и кристаллической структуры железо-кобальтовых сплавов, используемых в качестве материалов для полюсных наконечников в электромагнитах с высокой однородностью поля. Рассчитана оптимальная конфигурация проводников с током для коррекции поля в электромагнитах радиоспектрометров ядерного магнитного резонанса, показана возможность изготовления системы коррекции в виде плоских проводников с током.

В ОФНК АН БССР камера используется для изучения кристаллической структуры полюсных наконечников электромагнитов радиоспектрометров ядерного магнитного резонанса в процессе их изготовления как после механической, так и после термической обработки поверхностей.

действие адсорбированных молекул воды с оксидно» пленкой на металле сопровождается диссоциацией воды и гидроксилированием поверхности. Уже в 30-х годах было установлено, что поверхность оксидов при обычных условиях покрыта ОН-группами.^ Прямое доказательство существования ОН-груптГна поверхности многих оксидов в последнее время получено методами-ИК-спектроскопии и ядерного магнитного резонанса. Гидратный покров оксида является одной из основных причин неоднородности его поверхности.