Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
магнитном поле, 2) введение образца в катушку индуктивности*
Метод измерения а во вращающемся магнитном поле основан на измерении
величины момента сил, действующих на проводящий кристалл, помещенный в
магнитное поле* При этом в образце появляются индуцированные вихревые
электрические токи, амплитуда которых зависит от электропроводности
образца* В свою очередь, возникающий ток взаимодействует с магнитным
током и вызывает крутящий момент, который можно зафиксировать. Момент
сил, действующий на проводящее сферическое тело, помещенное во
вращающееся магнитное поле, был рассчитан Герцем еще в начале XIX в* В
случае образцов произвольной геометрии расчет значительно усложняется
[29], однако размеры образца необходимо выбирать таким образом, чтобы
можно было пренебречь влиянием эффекта самоиндукции (образцы объемом 1-
1,5 см3 удовлетворяют этому условию [29])*
Для образца в виде пластины (рис. III.3.8) проводимость может быть
вычислена по формуле [30]
3*6. Бесконтактные методы измерения проводимости
CS
е
х
Рис Ш38 Схема измерений сопротивления образца, помещенного во вращающееся
магнитное поле с частотой ш в yz-плоскости
90
где р - плотность образца; с - скорость света; v = а>/2я - угловая
скорость вращения магнитного поля напряженностью Я; 0 - угол закручивания
образца; г - период колебаний торсионного маятника; X] и Х2-размеры
образца. Коэффициент К зависит от соотношения X], Х2 и Хз и может быть
рассчитан.
Указанный метод был использован для измерения а в Ъ1а-р-А120з [30];
полученные результаты (а = 0,022 Ом-1*см-1 при 25°С и ЕоТ = 0,16 эВ)
хорошо согласуются с данными измерений обычными методиками.
В методах, основанных на регистрации изменения импеданса катушки
индуктивности при внесении в нее образца, высокочастотное магнитное поле
катушки взаимодействует с исследуемым образцом. При этом происходит
изменение комплексного сопротивления катушки индуктивности, которое
связано с проводимостью материала образца.
Мостовая измерительная схема, использованная в работах [31, 32], состояла
(рис. Ш.3.9) из измерительной катушки Мь компенсирующей катушки катушки
переменной
Рис III3 9 Схема измерительной системы
Г - генератор, У - усилитель, Н - измеритель магнитного поля Объяснение в
тексте
I 1 Образец
У
взаимоиндуктивности Л/3 и потенциометра Образец перемещается вдоль оси
катушки М\ с постоянной скоростью, а катушка Л/з и потенциометр Яt
используются для уравновешивания моста. Система сконструирована таким
образом, что в отсутствие образца во вторичной катушке выходной сигнал
равен нулю. При внесении в катушку образца индуцируется сигнал
разбаланса, который пропорционален длине образца, амплитуде и частоте
магнитного поля Но и/[31]. Синфазную (Vp) и квадратурную (Уд)
составляющие выходного напряжения разбаланса можно записать (для
цилиндрического образца длиной / и радиусом г) в виде
Vp = 4nGXo,-2lfli0
И
V^(n^Gar%2H0)/4,
где G - геометрический фактор; Хо- магнитная восприимчивость материала;
Цо - магнитная проницаемость вакуума; о - ионная проводимость материала.
Для определения геометрического множителя G производится калибровка
измерительной ячейки с использованием стандартного образца. После этого
электропроводность может быть определена из измерений квадратурной
составляющей выходного напряжения. Разработанный метод успешно применялся
для исследования Agl и RbAg+Ii [31, 32].
91
ЛИТЕРАТУРА
1 Electrical conductivity m ceramics and glass PC A /Ed NM Tallan New
York, 1974
2 GabraJD // II Nuovo Cimento D 1990 Vol 12D,N 10 P 1379
3 Tallan J L, Robinson W И * Smedley SI //J Phys С Solid State Phys 1977
Vol 10 P L579
4 Stephens A E, MackeyMJ, SybertJR //J Appl Phys 1971 Vol 42, N 7 P 2592
5 Warner ТЕ, EdmrdsPP, Timms W С, Fray D J //J Solid State Chem 1992 Vol
98, N2 P 415
6 Налбандяи В Et Медведева ЛИ t СуборгинНГ, Медведев ВС //Электрохимия
1993 Т 293 Х"11 С 1380
7 Лущейкин Г А Методы исследования электрических свойств полимеров М,
1983
8 ColhmRE.FrenchOK М Rev Sci tnstmm 1980 Vol 51,N4 P 547
9 Mighorato P, Farm V // Appl Phys Lett 1984 Vol 44, N 2 P 225
10 Coleman LВ //Rev Set lnstrum 1975 Vol 46,N8 P 1125
11 Метелица Л M, Сабо E П, Цвейба ГГ If Приборы и техника эксперимента
1984 Ха 4 С 225
12 FtelderWL. KautzHE.FordyceJSt Singer J ff) Electrochem Soc 1975 Vol
122,N4 P 528
13 Bruce P G н Evans J, Vincent С A //Solid State Ionics 1987 Vol 25, N4
P 255
14 VanderPauwL //PhilipsRes Rep 1958 Vol 13 P 1
15 Van Merle J, McEroyAJ, Ravwdranathan Thampi К //J Mat Sci 1994 Vol 29,
N4 P 3691
16 GreenMtKangK //Solid State Ionics 1982 Vol 6,N 1 P 29
17 Badwal S P $ ,Cu*cchi FT, Ho DV //J Appl Electrochem 1991 Vol 21,N8 P
721
18 Орлюкас А С, КежеиисА Пt МикученисВ Ф, ВайткусРА //Электрохимия 1987 Т
23,Ха 1 С 98
19 BentzenJJt AndersenNH, PoulsenF W e a //Solid State Ionics 1988 Vol
28/30, ptI P 550
20 FajikkG, BreiterMW US EJectroanaJ Chem 1997 Vol 430, N 1/2 P 269
21 FnaufRJ //Fast ion transport m solids/Eds P Vashishta, JN Mundy, GK
