Размагничивание

При еще более низких температурах существуют магнитные газы в парамагнитных твердых телах. Речь идет о веществах, частицы которых имеют произвольно ориентированные в отсутствие поля магнитные моменты, так что в среднем образец такого вещества не поляризован. При включении поля происходит ориентация элементарных магнитиков и вещество приобретает суммарный магнитный момент. Адиабатическое размагничивание таких тел эквивалентно адиабатическому расширению газа, так как работа размагничивания производится за счет внутренней энергии тела и оно должно охлаждаться. Для количественной характеристики процесса, основываясь на (9.30), введем функцию состояния, обобщенную энтальпию, Н = Н—УЖЖ, дифференциал которой при постоянном давлении и химическом составе системы [c.163]

Для охлаждения методом размагничивания используют разбавленные парамагнетики, например смесь солей такого состава [c.163]

Процесс адиабатического размагничивания. Приведенные выше рассуждения вполне справедливы для газон. В этом случае внешним параметром является давление, W—точка кипения, а пику теплоемкости соответствует теплота испарения. Энтропия уменьшается с увеличением давления, так что охлаждение получается в результате изотермического сжатия, за которым следует адиабатическое расширение. [c.423]

Несмотря на перечисленные трудности, метод адиабатического размагничивания послужил основой большого числа новых исследований. Наиболее простыми являются эксперименты, относящиеся к определению магнитных свойств самих парамагнитных солей и достигаемых с их помощью абсолютных температур. Однако ири помощи солей охлаждались также и другие материалы с целью проведения на них физических измерений. В последние годы были изучены свойства жидкого гелия, открыто несколько новых сверхпроводников и измерена электропроводность и теплопроводность многих металлов. [c.424]

Энергетические уровни парамагнитных солей. В п. 2 показано, что парамагнитная соль пригодна для процесса размагничивания в том случае, если величина энергии взаимодействия между ее магнитными ионами мала по сравнению с тепловой энергией ири 1° К и если потенциальная энергия ионов в магнитном поле, которое может быть получено при помощи имеющихся технических средств, того же порядка или даже больше, чем тепловая энергия. Это эквивалентно утверждению, что расстояния между энергетическими уровнями соли в ноле, равном нулю, малы по сравнению с кТ, тогда как при наличии поля эти расстояния должны по меньшей мере быть того же порядка, что кТ. [c.424]

Б. ТЕРМОДИНАМИКА ПРОЦЕССА РАЗМАГНИЧИВАНИЯ [c.430]

Здесь МIV—магнитный момент на единицу объема, называемый намагниченностью, а с — размагничивающий фактор эллипсоида, зависящий от отношения осей. В случае вытянутого сфероида из изотропного вещества (случай, наиболее часто встречавшийся в работах но адиабатическому размагничиванию) для ноля, параллельного оси вращения, имеем [c.431]

Из соотношения (9.1) следует, что адиабатическое размагничивание приводит к эффекту охлаждения. В ( (учае процес(-а, протекающего при постоянной энтропии, (9.1) дает [c.437]

Основные сведения о магнитных свойствах дают кривые намагничивания, приведенные на рис. 399. Кривая 2 является начальной кривой намагничивания, кривая / показывает изменение магнитной индукции в зависимости от напряженности поля при последующем намагничивании и размагничивании. Площадь, ограниченная этой кривой (которая называется гистере-зисной петлей), представляет собой так называемые потери на гистерезис, т. е. энергию, которая затрачена на намагничивание. Важнейшими являются следующие магнитные характеристики, определяемые по кривой намагничивания. [c.540]

Режим шлифования скорость шлифовального круга 52 м1сек, скорость вала 16 м/мин. Припуск 0,5 мм на диаметр. Время шлифования одной шейки 40 сек, а штучное время 3,5мин. Допуск на шейку 0,01 мм, на овальность и конусность— 0,005 мм, а фактическая овальность и конусность— 0,002 мм (табл. 14). Шероховатость поверхности — 8а—86 (Ра 0,63—0,40). Затем следует контроль диаметров всех шеек (оп. 13) и дефектоскопический контроль с размагничиванием (оп. 14). Динамическое балансирование (оп. 15) производится на девятипозиционной автоматической линии (рис. 229). Дисбаланс устраняется сверлением отверстий в щеках. Валы с дисбалансом более 12 Г-сл( повторно балансируются вне автоматической линии, дисбаланс устраняется шлифованием щек и вновь поступает на балансирование. [c.398]

Размагничиванием парамагнитных веществ достигнуты температуры 10 3 К. Дальнейший прогресс в получеиии низких температур связан с демагнетизацией ядерных спинов. Предварительное намагничивание ядерных спинов требует особенно сильных внешних полей и представляет собой сложную техническую задачу. На этом пути удалось получить температуру, отличающуюся от абсолютного нуля всего на 10 К [c.164]

Для получения сверхнизких температур применяется метод адиабатического размагничивания парамагнитных веществ (Дебай, 1926 г.), предварительно охлажденных до температуры жидкого гелия, испаряющегося при пониженном давлении ГК). Охлаждение при адиабатическом размагиичивании [c.159]

Измерения производятся следующим образом. В вакуумную камеру впускается газообразный гелий (для теплового контакта контейнера с окружающей средой) и с помощью специального магнита производится изотермическое намагничивание нитрата церня-магния. Затем газ откачивается и производится адиабатическое размагничивание, приводящее к дополнительному охлаждению контейнера и образца. После этого магнит убирается, а на его место снизу поднимается поляризующий соленоид, с [c.160]

В книге последовательно в систематизированном виде изложены способы получения низких температур и криогенпая техника, электрические, тепловые и магнитные свойства вещества при лизких температурах, методика исследований и их результаты, метод адиабатического размагничивания. Специальные разделы посвящены явлению сверхпроводимости и свойствам жидкого гелия. [c.4]

В особенности исчерпывающе изложены гл. I и II, посвященные техническим вопросам, гл. III— об электрических свойстпах металлов, гл. IV и V— о теплопроводиости и теплоемкости т] ердых тол и гл. VI— об адиабатическом размагничивании. [c.5]

Так как последующие главы настоятцей книги посвящены адиабатическому размагничиванию и сверхпроводимости, мы коснемся этих явлений лпшь постольку, поскольку они имеют отношение к тенлоемкости. [c.315]

Переходы Шоттки в парамагнитных нонах. Метод Шоттки находит себе наиболее обширное применение при изучении солей, содержащих невзаимодействующие парамагнитные ионы. Многие такие соли, в основном квасцы и соли Туттона, в которых кристаллизационная вода обеспечивает необходимое резведение парамагнитных ионов, использовались для достижения очень низких температур (до 10 °К) с помощью адиабатического размагничивания. Так как данные по теплоемкости таких солей будут приведены в дальнейшем, здесь мы обсудим лишь некоторые измерения на солях, которые не использовались для магнитного охлаждения. [c.367]

Другим направлением исследований янляется адиабатическое размагничивание. Расщенлепие самых низких энергетических уровней имеет здесь особо важное значение, ибо оно определяет характер теплоемкости. Этот вопрос излагается в гл. VII. [c.383]

Во втором методе величины у и у измеряются с помощью моста взаимоиндукции Хартсхорна [81], приспособ-ленпого для работы в широкой области частот (мост в Лейденской лаборатории перекрывает частоты от 3 до 1200 гц). Подобный прибор описан в гл. VII, особенность состоит лишь в том, что в экспериментах по размагничиванию он используется только па одной частоте. [c.405]

Для достижения еще более низких температур необходим новый процесс. Первые предложения, касающиеся нового метода охлаждения, были опубликованы в 1926 г. независимо друг от друга Дебаем [8] и Джиоком [9]. Однако лишь в 1933 г. были опубликованы сообщения о первых экспериментальных результатах, иопучепных этим методом почти одновременно в Лейдене [10], Беркли [11] и Оксфорде [12]. Этот метод в настоящее время общеизвестен как метод адиабатического размагничивания или магнитного охлаждения . [c.423]

Метод адиабатического размагничивания используется уже более двадцати лет. До 1940 г. исследования с ирименениеы этого метода проводились только в Лейдене, Беркли, Оксфорде и Кембридже. После войны, когда число низкотемпературных лабораторий резко возросло, установки для адиабатического размагничивания были созданы во многих местах. В первых лейденских экспериментах была достигнута температура 0,27 К. В настоящее время температуры в несколько сотых градуса абсолютной шкалы могут быть получены без особых трудностей и достигнуты даже температуры порядка ТЫСЯЧН011 доли градуса. [c.424]

Для исследований открылась совершенно новая область температур, и, поскольку методика работы в области температур, получаемых адиабатическим размагничиванием, сильно отличается от методики работы при более высоких температурах, встретились новые экспериментальные трудности. Криостат, заполненный ожиженным газом, обладает многими достоинства-Аш, Между жидкостью и погруженным в нее объектом исследования имеется хороший тепловой контакт распределение температуры достаточно однородно, причем степень однородности можно улучшить путем перемешивания температура может поддерживаться постоянной при желаемом значении путем ре] улировапия давления, при котором кипит жидкость. Паразитный приток тепла вызывает лишь испарение жидкости при постоянной температуре и, паконец, упругость пара жидкости представляет собой удобный вторичный термометр, который может быть прокалиброван сравнением с газовым термометром. Все эти преимущества при использовании парамагнитной соли в качестве охлаждающего вещества теряются. В последнем случае приток тепла приводит к повышению температуры, и, поскольку парамагнитная соль при более низких температурах обладает очень незначительной i еплопроводностью (см. п. 19), этотприток тепла может заметно нарушить однородность распределения температуры. По той же причине качество теплового контакта между солью и объектом исследования при более низких температурах вызывает сомнение. В области температур, достигаемых размагничиванием, определение термодинамической температуры само по себе становится серьезной задачей. [c.424]

Если переходы между уровнями связаны со временем релаксации конечной величины, то энтропия но может сохранять постоянное значение. В этом случае размагничивание уже не является обратимым (квазистатиче-ским) процессом п конечная температура выше, чем в случае строго адиабатического размагничивания. Однако на данном этапе мы будем предполагать, что размагничивание является чисто обратимым. [c.426]

Пригодность соли для процесса размагничивания. Рассмотрим несколько более подробно требования, предъявляемые к парамагнитной соли с точки зрения ее пригодности для процесса размагничивания. Во-первых, энергия 1вЯв поле - 10 ООО э/ стег9 должна быть при 1° К но крайней мере порядка кТ. Во-вторых, расщепление и уширение низшего уровня, определяемые силами взаимодействия при 1° К, должны быть малы по сравнению с кТ, а более высокие уровни должны быть расположены настолько далеко, чтобы их влиянием на функцию распределения можно было бы пренебречь. [c.426]

Первое условие выполняется для многих ионов группы железа и редких земель. Оно не выполняется для элементов, обладающих ядерным спином, поскольку ядерные магнитные моменты примерно в 1000 раз меньше электронных, так что ядерное размагничивание может быть успешным либо при использовании магнитных полей нанрянгенностью по крайней мере в W эрстед, либо при использовании исходных температур порядка 0,01° К. [c.426]

Расщепление, связанное со сверхтонкой структурой (взаимодействие с магнитным моментом ядра или с его электрическим кнадрупольным моментом), обычно имеет меньший порядок величины, чем расщепление, связанное с эффектом Штарка оно не влияет на пригодность соли для процесса адиабатического размагничивания, но определяет нижний предел температур, которые могут быть ири этом достигнуты. [c.427]

Из вышеизложенного ясно, что точное знание схемы энергетических уровней парамагнитных солей имеет первостепенное значение. Приблизительные данные могут быть получены из исследований иарамагнитпой релаксации [15—17] и из самих экспериментов по размагничиванию. Микроволновая техника [18—20] дает возможность измерять расстояния между энергетическими уровнями для разбавленных солеи в магнитных полях. Однако экстраполяция этих результатов к полю, равному нулю, может быть связана с некоторыми трудностями кроме того, схема ypoBneii разбавленной соли несколько отличается от схемы уровней концентрированной соли. [c.428]

На фиг. 3 приведены также линии, соответствующие постоянным значениям магнитного поля. Ниже В энтропия очень слабо зависит от величины поля в этой области силы взаимодействия приводят к значительному упорядочению в кристалле. При температурах, намного превышающих 2, убывание энтропии при паложепип магнитного поля также мало в этой области ориентирующее действие поля почти полностью устраняется тепловым движением. В промежутке между этими областями энтропия сильно зависит от поля, и метод размагничивания является здесь наиболее эффективным. [c.428]

Другие методы получения температур ниже 1" К. Прежде всего отметим, что метод размагничивания не является единственным возможным методом для получения температур ниже Г К. Для этой цели можно применить любой процесс, удовлетворяющий требованиям, изложеннь[М в п. 1. До настоящего времени были предложены два других метода, и, хотя oira менее удобны, чем метод размагничивания, мы кратко на них остановимся. [c.429]

Поле и восприимчивость. Прежде чем приступить к обсун дениЮ явления адиабатического размагничивания с термодинамической точки зрения, определим несколько величин, связанных с полем. [c.430]

Многие исследования в области размагничивания проводились на однородных образцах (монокристаллы и.чи спрессонанные образцы с плотностью, примерно равной плотности кристалла), однако имелись работы, в которых использовались слабо уплотненные порошки с плотностью, составлявшей V j плотности кристалла. В последнем случае возникает задача определения //внутр. внутри зерен 1[орошка. Получение общего решения сопряжено с огромными трудностяд[и, однако рядо.м авторов были предложены упрощепные модели. [c.433]

Поскольку при обычном парамагнетизме [dMj8T)u отрицательно, отрицательное dti влечет за собой и отрицательное dT. В некоторых специальных случаях, например при антиферромагнетизме, ( iM/dT)u может быть положительным, н тогда размагничивание вызывает эффект нагревания. [c.437]

Здесь 6 0—энтропия в поле, равном нулю. Выражение (9.15) должно совпадать с разностью между значениями антропии в поле, равном нулю, при начальной и конечной температурах размагничивания ио.этому М(Н, Т ) т. [c.438]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...