Магнитный метод охлаждения

Для получения температур, близких к температуре абсолютного нуля, применяется магнитный метод охлаждения, заключающийся в следующем (рис. 5.16). [c.178]

Раздел 2 — Термодинамика квазистатических (обратимых) процессов и состояний равновесия (обратимые изотермические процессы свободная энергия системы математические теоремы об интегрирующем множителе линейных форм в полных дифференциалах основное уравнение термодинамики обратимых процессов энтропия равенство Клаузиуса следствия основного уравнения термодинамики обратимых процессов, относящиеся к равновесным состояниям общие формулы, относящиеся к свободной энергии абсолютная термодинамическая температурная шкала цикл Карно следствия второго начала,. касающиеся обратимых процессов расширения и нагревания газа или жидкости связь эффекта Джоуля—Томсона с уравнением состояния применение этого эффекта для охлаждения газов магнитный метод охлаждения термодинамика гальванического элемента равновесное излучение закон Кирхгофа закон Стефана—Больцмана для равновесного излучения характеристические функции). [c.364]

Магнитная восприимчивость электронного газа 330, 339 Магнитный метод охлаждения 81 Магнитострикция 84 Математическое ожидание 184, 185 Машина Капицы 79 Метод перевала 350 [c.414]

Магнитные метод охлаждения [c.81]

В работе [60] образование мартенсита деформации при малоцикловой усталости изучали при температурах испытания 22, 93 и 116 °С на образцах из метастабильных аустенитных сталей типа 301 и 304 в условиях растяжения-сжатия с постоянной амплитудой деформации Ае после различных режимов термической обработки (7 - закалка с 1093 °С в масло 2 - охлаждение с печью с 954 до 204 °С в течение 3 ч. В исходном состоянии стали имели однофазную аустенитную структуру. Количество образующегося мартенсита деформации определяли непрерывно в процессе испытания с помощью магнитного метода. В процессе циклирования в сталях происходило образование двух типов мартенсита а и е. Количественное соотношение между этими типами мартенсита зависит от величины амплитуды циклической деформации и температуры испытания. Чем меньше амплитуда деформации и выше температура испытания, тем меньше образуется е-мартенсита. Общее количество мартенсита деформации непрерывно возрастает с ростом числа циклов (см. рис. 6.34). При одинаковых условиях испытания в стали 304 образуется больше мартенсит по сравнению со сталью 301. В зависимости от амплитуды деформации а-мартенсит оказывает противоречивое влияние на число циклов до разрушения. При комнатной температуре испытания при амплитуде циклической де- [c.239]

Уровень магнитных характеристик у сплавов с содержанием кобальта от 15 % и выше можно повысить посредством термомагнитной обработки отлитых магнитов. Для этого магнит нагревают до 1300° С и охлаждают в сильном магнитном поле со скоростью 10—15° С в секунду. Вследствие ориентации магнитных доменов в направлении действия внешнего магнитного поля охлажденные магниты приобретают магнитную текстуру. В результате этого их магнитная энергия возрастает в среднем на 60—80% за счет резкого увеличения остаточной магнитной индукции. Магниты из этих сплавов значительно более стойки к старению, чем мартенситные стали. Недостатком этих сплавов является то, что они не поддаются обычным методам механической обработки вследствие большой твердости и хрупкости. Магниты из этих сплавов можно обрабатывать только шлифованием. [c.82]

В некоторых системах магнитное превращение является следствием аллотропического превращения, когда из ферромагнитной модификации получается слабомагнитная модификация, или наоборот, причем температура аллотропического превращения лежит ниже точки Кюри ферромагнитной модификации. Так, на линии 05 в системе железо — углерод при охлаждении феррит выделяется сразу же в ферромагнитном состоянии. То же самое происходит на линии 5К, где выделяющийся с эвтектоидом феррит является уже ферромагнитным. Вынужденное ферромагнитное превращение имеет место и в дру гих системах. Во всех этих случаях положение линии аллотропического превращения можно исследовать магнитным методом. [c.227]

Конечно, газы при температурах порядка 10 "К или 10 °К, как это требуется при реакциях синтеза, нельзя хранить, по крайней мере при сегодняшнем состоянии техники, в сосудах с твердыми стенками, даже при использовании прогрессивных методов охлаждения жидкостями. Однако в силу того, что при таких температурах газы полностью ионизированы, теоретически возможно хранить их при помощи соответствую щим образом подобранных магнитных полей. Этот метод исследуется нри разработке термоядерных источников энергии [28, 29]. [c.533]

Расширенный набор независимых переменных позволяет анализировать перекрестные эффекты, возникающие при сочетании различных по своей природе процессов. В электрических и магнитных полях за счет взаимного влияния механических явлений, с одной стороны, и электрических или магнитных, с другой, возникают такие эффекты, как электрострикция, магнитострикция, пьезоэффект, магнитоупругий эффект и др. Сочетание термических и электрических (магнитных) процессов приводит к термоэлектрическим (термомагнитным) эффектам и соответствующим свойствам. Рассмотрим эти дополнительные возможности термодинамики на примере процессов магнитного охлаждения тел, лежащих в основе современных методов получения сверхнизких температур. [c.162]

Аморфные магнитные материалы. В последнее время уделяется большое внимание вопросам получения и применения аморфных магнитных материалов (АММ). Такие материалы получаются при быстром охлаждении из расплавленного состояния без кристаллизации. Быстрое охлаждение расплавленного сплава достигается различными технологическими приемами, среди которых есть непрерывные или полунепрерывные методы. Аморфная структура получается при скорости охлаждения расплава до 10 °С/с. Современными методами можно изготовить из аморфного материала проволоку или ленту различного профиля непосредственно из расплава со скоростью до 1800 м/мин. АММ обладает очень высокими магнитными характеристиками наряду с повышенным сопротивлением. Перспективными высокопроницаемыми материалами являются аморфные сплавы железа и никеля с добавками хрома, молибдена, бора, кремния, фосфора, углерода или алюминия с магнитной проницаемостью до 500, коэрцитивной силой Не около 1 А/м и индукцией насыщения В., от 0,6 до 1,2 Тл. [c.99]

Аморфные материалы характеризуются исключительно высокими прочностными свойствами, а также необычными электрическими, магнитными и другими свойствами. За последние 10—15 лет различными методами быстрого охлаждения расплавов или паров создано достаточно много аморфных композиций на основе системы металл—металлоид. Скорость закалки при получении таких материалов достигает 10 °С/с, т. е. когда подавляется процесс кристаллизации материала. В качестве металлов чаще всего используют железо, никель, титан, медь, а в качестве металлоидов — бор и фосфор. Содержание металлоидов в аморфных материалах составляет 10 % и более. [c.37]

При заливке с последующим быстрым охлаждением могут возникнуть метастабильные состояния твердой фазы. При необходимости конечное состояние сплава может быть исследовано микроскопическим, электрическим, магнитным или рентгеноструктурным методами, что позволяет отнести теплоту образования к определенному состоянию сплава. [c.94]

Необходимое в научных целях охлаждение до более низких температур достигается другими методами. Многие вещества как металлические, так и неметаллические становятся при очень низких тем перату-рах магнитными. [c.142]

Для изучения металлов и сплавов нередко используют физические методы исследования (тепловые, объемные, электрические, магнитные). В основу этих исследований положены взаимосвязи между изменениями физических свойств и процессами, происходящими в металлах и сплавах при их обработке или в результате тех или иных воздействий (термических, механических и др.). Наиболее часто применяют дифференциальный термический анализ (построение кривых охлаждения в координатах температура— время) и дилатометрический метод, основанный на изменении объема при фазовых превращениях. Для ферромагнитных материалов применяется магнитный анализ [c.11]

Для [юлучения температур, близких к температуре абсолютного пуля применяется магнитный метод охлаждения (рис. 4.11), закл.ючающийся в следующем. [c.295]

Идея использования адиабатического размагничивания парагматика с целью получения низких температур была предложена Петером Дебаем в 1926 г. (в этом же году Камерлинг-Оннес, используя очень мощные насосы, откачивающие пары Не над испаряющейся жидкостью, довел ее температуру до 0,7 К, и это тогда казалось пределом технических возможностей). Совершенно новый по своей идее магнитный метод охлаждения оказался настолько эффективным, что барьер в 0,7 К был через несколько лет с успехом преодолен. Теперь — это фактически единственный надежный и не слишком дорогой метод, работающий в диапазоне 2 10- К < Г < 1 К. [c.172]

Сам процесс магнитного метода охлаждения можно представить следующим образом. Начиная с состояния, изображенного точкой А(в = 6,,Н = 0) включают магнитное поле (т.е. ток через соответствующие обмотки магнита), поддерживая 9 = 9,= onst, переходят в точку В 9 = 9), Я Ф 0). Затем по возможности быстро, чтобы избежать теплообмейа с окружающими телами, снимают магнитное поле (выключают ток). В результате система по адиабате [c.173]

Магнитный метод охлаждения 172, 173 Мшфоскопические переменные систЬмьг >8 Максвелла правило ПО Максимальной работы принцип 39 Маха число 184 Мейсснера эффект 222 [c.237]

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]

Так как (дТ I дН)5 >0, то адиабатическое выключение поля приводит к охлаждению. В силу того что (дТ1дН)5 Т , этот метод получения низких температур становится особенно эффективным, если исходная температура уже низка. Поэтому вплоть до последних лет метод адиабатического размагничивания является наиболее действенным методом получения сверхнизких температур. Заметим, однако, что замена Ь (МоН I КТ) на Ь (0) становится незаконной при сверхнизких температурах. Более того, при Г 0 производная Ь (МоН / КТ) стремится к нулю, и, следовательно, метод магнитного охлаждения становится неэффективным, равно как и любые другие методы охлаждения, как это следует из принципа Нернста. [c.78]

Для достижения более низких температур были использованы новые методы охлаждения — методы адиабатического и ядерног.0 размаричивания. Известно, что магнитные моменты атомов и атомных ядер ориентируются в одну сторону сильным магнитным полем. При выключении поля магнитные моменты дезориентируются под действием тепловых колебаний, поглощая теплоту у тела. [c.238]

Исследование кинетики промежуточного превращения переохлажденного аустенита. Строгое определение степени изотермического превращения аустенита в бейнит магнитным методом затруднено рядом причин. Па промежуточных стадиях распада образец в общем случае состоит из феррита, в той или иной степени пересыщенного углеродом, карбидов и аустенита, обогащенного углеродом. По мере развития превращения объемное содержание фаз и их химический состав изменяются, следовательно, изменяется и их намагниченность. В легированных сталях бейнитное превращение не доходит до конца и остается некоторое количество непревра-щенного аустенита. Часть этого аустенита может превратиться в мартенсит при охлаждении после окончания выдержки при температуре превращения. Все это затрудняет выбор и изготовление эталона. Часто в качестве последнего применяют образец, подвергнутый закалке и отпуску при тем- [c.160]

А. п. может протекать обратимо (см. Обратимый процесс) и необратимо. В случае обратимого А. п, энтропия системы остаётся постоянной, в необратимых — возрастает. Поэтому обратимый А. п. наз. также изоэнтро-нийным процессом. АДИАБАТИЧЕСКОЕ РАЗМАГНИЧИВАНИЕ (адиабатное размагничивание), метод охлаждения, применяемый гл. обр. для получения темп-р ниже 1К. См. Магнитное охлаждение. АДИАБАТНАЯ ОБОЛОЧКА, оболочка, не допускающая теплообмена между рассматриваемой системой (физ. телом) и внеш. средой. Абсолютной А. о., полностью теплоизолирующей тела, не существует. Для теплоизоляции применяют обычно в-ва с низкой теплопроводностью (асбест, пеностекло и др.), сосуды Дьюара или пользуются спец. методами (напр., в плазм, установках контакту высокотемпературной плазмы со стенками установки препятствует сильное магн. поле). АДРОННЫЕ СТРУИ, направленные пучки адронов, образующиеся при соударении ч-ц высокой энергии (напр., при аннигиляции пары е+ е в адроны) в глубоко неупругих процессах или при столкновении двух адронов характеризуются малыми (<500 МэВ/с) перпендикулярными (к оси пучка) составляющими импульсов входящих в струю ч-ц и большими (>1 ГэВ/с) продольными составляющими импульсов. А. с. возникают в процессе превращения в бесцветные адроны цветных кварков и глюонов путём рождения из вакуума большого числа виртуальных пар кварк-антикварк. См. Квантовая хромодинамика. [c.12]

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]

При повышенных требованиях к чистоте металла или при невозможности (в силу высокой температуры либо технологических причин) использования непроводящих тиглей применяют холодные тигли из проводящего материала. В этом случае тепловой поток при охлаждении металла пронизывает все поверхности его, соприкасающиеся с тиглем, и направлен по нормали к ним. Наличие холодной оболочки расплава способствует появлению по всей периферии последнего множества центров кристаллизации. В этих условиях направленнная кристаллизация по методу Бриджмена-Стокбергера невозможна. При плавке в холодном тигле ряда неметаллических материалов удается получить поликристаллический блок из крупных монокристаллов. Метод такой плавки разработан в Физическом институте им. П.Н. Лебедева АН СССР (ФИАН) и предусматривает создание градиента температуры в печи за счет наложения неоднородного магнитного поля индуктора. Этот метод позволил синтезировать новый класс монокристаллов — фианитов [2]. [c.114]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Температуры ниже 0,7°К могут быть получены методом адиабатического размагничивания, в основе которого лежит магнитокалорический эффект. На возможность использования этого эффекта для понижения температуры впервые указал П. Ланжевен в 1904 г. В 1926 г., независимо друг от друга Дебай и Джиок осуществили процесс адиабатического размагничивания и достигли температуры 0,27°К- В последующие годы при увеличении намагничивания была достигнута температура 0,0044°К, и в настоящее время этим способом можно получить температуру 0,00114°К. Дальнейшее понижение температуры возможно только путем размагничивания ядра. Впервые такой опыт был осуществлен Курти в 1956 г., при этом была достигнута температура около 0,00002°К. Это наиболее низкая температура, искусственно созданная человеком, полученная путем ядер-ного магнитного охлаждения . [c.128]

В связи с некоторой вероятностью появления трещин из-за высоких скоростей спрейерного охлаждения (даже маслом) после отработки параметров нагрева все детали, проходившие термообработку, проверены магнитно-люминесцентным методом часть опытных образцов, кроме того, подвергалась макротравлению. Каких-либо дефектов при этом обнаружено не было. Твердость на образцах проверялась на шлицевой по- [c.204]

М. э. при адиабатич. размагничивании парамагнетиков используется для получения сверхнизких темп-р (см. Магнитное охлаждение). При низких тсми-рах ( р,и Т > поэтому метод магн. охлаждения особенно эффективен, если исходная темп-ра уже достаточно низка. В технике обоснована возможность создания [c.699]

Гелий при атм. давлении остаётся жидким вплоть до абс. нуля темп-ры (см. Гелий жидкий). Однако при откачке паров жидкого Не (природного изотопа гелия) обычно не удаётся получить темп-ру существенно ниже 1 К, даже применяя очень мовдные насосы (этому мешают чрезвычайно малая упругость насыщ. паров Не и его сверхтекучесть). Откачкой паров изотопа Не (Гц = = 3,2 К) удаётся достичь темп-р 0,3 К. Область темп-р ниже 0,3 К паз. сверхнизкими темп-рами. Методом адиабатич. размагничивания парамагн. солей (см. Магнитное охлаждение) удаётся достичь темп-р 10 К. Тем же методом с использованием ядерного парамагнетизма в системе атомных ядер были достигнуты темп-ры. 10" К. Принципиальную проблему в методе адиабатич. размагничивания (как, впрочем, и в др. методах получения Н. т.) составляет осуществление хорошего теплового контакта между объектом, к-рыи охлаждают, и охлаждающей системой. Особенно это трудно достижимо в случае системы атомных ядер. Совокупность ядер атомов можно охладить до сверхнизких темп-р, но добиться такой же степени охлаждения вегцества, содержащего эти ядра, не удаётся. [c.349]

Изучение П. статич. и динамич. методами даёт ценную информацию о магн. моментах частиц, их энерге-тич. спектрах и взаимодействиях, о тонких деталях внутр. структуры веществ. П. используется в методах магнитного охлаждения до сверхнизких темп-р, в квантовой электронике (см. Мазер) и др. См. также Электронный парамагнитный ре.зонанс, Ядерный магнитный резонанс. [c.533]

Изучение Р, м. предоставляет ценную информацию о природе магнетизма в разл, веществах, позволяет исследовать спин-спиповые, спин-фопонные и электронноядерные взаимодействия, атомно-молекулярную подвижность в конденсиров. средах. Р. м. играет существ, роль в работе устройств магн. памяти и магн. записи (см. Памяти устройства), во мн. случаях определяя их быстродействие и частотный диапазон в методах получения сверхнизких темп-р с помощью адиаба-тич. размагничивания (см. Магнитное охлаждение), в квантовых парамагн. усилителях (мазерах) в эффектах [c.322]

Физические методы можно рекомендовать главным образом для обработки воды в замкнутых циркуляционных системах, например при охлаждении дизелей, конденсаторов турбин, компрессоров п т. п., а также для подпитки котлов (неэкранированных) низкого давления, теплосетей при обязательном условии удаления (сепарации) взвеси (шлама). Магнитные и ультразвуковые установки могут быть также подключены к элементам химводопод-готовки. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...