Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе - Лагутин А.С.
ISBN: 5-283-03910-2
Скачать (прямая ссылка):
циркулярное двулучепреломление). При малых А имеем sin г) "= 6^/2,
поэтому измеряемое в эксперименте отношение /?~//?0, зависит от б;:
7^ /7/о * 6, c°s(2S2/). (4.18)
Здесь I^ = IjQ sin 2т? cos (2 fit). Точность такого метода на порядок
лучше, чем у метода коноскопических фигур, и именно таким способом
удалось измерить Ди " 10-s в полях с Вт =30Тл [170].
43.7. Измерения магнетосопрошвления. Для измерения зависящей от
магнитного поля части электрического сопротивления - так называемого
магнетосопротивления - применяют стандартную четырехточечную схему (рис.
4.48) [171], включающую в себя два потенциальных и два токовых контакта.
Первая пара служит для задания фиксированного тока в образце, а вторая -
для измерения падения напряжения на нем. Импульсное магнитное поле
наводит паразитную ЭДС в петлях, образованных подводами. Уменьшение этого
паразитного сигнала осуществляется суммированием сигнала с потенциальных
контактов с напряжением, снимаемым с компенсирующей катушки (один-два
витка), расположенной вблизи образца.
Измерения магнетосопротивления в импульсных СМП уступают по
чувствительности экспериментам, проводимым в статических полях, что,
вообще говоря, характерно для любых измерений в импульсных полях. Поэтому
для увеличения полезного сигнала необходимо пропускать через образец
значительно больший электрический ток. Это, в свою очередь, может
привести . к перегреву образца. Чтобы уменьшить выделение тепловой
энергии в образце, через него пропускают не постоян-156
Рнс. 4.48. Структурная схема установки для измерения магнетосопротивления
[171]:
1 - РОП; 2 - ЭВМ; 3 - осциллограф; 4 - двухкоординатный самописец; J -
усилитель; б - интегратор; 7 - источник импульсов тока; 8 - генератор
импульсов; 9 - конденсаторная батарея; 10 - соленоид; 11 - образец; 12 -
датчик поля; 13 - катушка компенсации
ный ток, а прямоугольный импульс тока, синхронизованный по времени с
импульсом магнитного поля. Для устранения нескомпенсированного сигнала,
связанного с импульсом поля, выполняют по два измерения - при
противоположных направлениях рабочего тока через образец, а полезный
сигнал рассчитывают как алгебраическую полусумму измеренных напряжений.
Физические эксперименты в импульсных СМП часто затруднены из-за нагрева
образца вихревыми токами и из-за скин-зффекта. Влияния этих эффектов
избегают путем использования таких образцов, для которых их размер d
поперек поля значительно меньше глубины скин-слоя б. Количественные
оценки для импульсов поля с 7-00 0,001 с при про-
водимости образца о ^ 106 (Ом-см)-1 дают значение б = (5ц0со)-11 "= " 1
мм (со = тг/тоо)- Поэтому при измерениях магнетосопротивления хорошо
проводящих материалов используют образцы в виде тонких пластин толщиной
несколько десятков микрометров.
4.3.8. Исследования /'-//-диаграмм. Первые результаты по воздействию СМП
на вещество, подвергнутое всестороннему сжатию, были пот лучены де Блуа с
коллегами [172, 173] и И.Г. Факидовым с коллегами [174]. В [172,173] Вт
не превышало 18 Тл. Мини-соленоид внутре.шим диаметром 0,7 мм с обмоткой
из тонкого медного провода располагался внутри контейнера высокого
давления - именно зто обстоятельство и потребовало миниатюризации
импульсного соленоида. В [174] значение Вт ограничивалось энергетическими
и прочностными условиями из-за значительного объема рабочей области
соленоида, а также из-за
Рис. 4.49. Камера высокого давления установки для исследования магнитных
превращений при воздействии давлений до 1 ГПа и магнитных полей с Вт до
24 Тл в широком интервале температур [17б|: 1 - уплотнение электроввода;
2 - соленоид; 3 - индукционный датчик и образец; 4 - капилляр, передающий
высокое давление; 5 -камера высокого давления; б -бандаж соленоида; 7 -
уплотнение камеры; 8 - электроввод
частичного экранирования импульсного поля, так как металлическая камера
высокого давления в отличие от [172, 173] размещалась внутри соленоида. В
последнее время преимущественно используется вариант, в котором камера
высокого давления окружает соленоид [175, 176].
Установка, описанная в [176], позволяла создавать в такой камере давление
до 1 ГПа (рис. 4.49). Средой, передающей давление, служил газообразный
гелий или азот. Высокое давление в камере достигалось благодаря
использованию мембранного компрессора, мультипликатора и системы
гидравлических вентилей. Исходным было давление газа в баллоне (10-15
МПа); посредством мембранного компрессора давление в системе поднималось
до 200 МПа и затем мультипликатором - до 1 ГПа. Камера высокого давления
соединялась с мультипликатором капилляром. В этой камере на злектровводе
размещен ленточный соленоид рабочим диаметром 6 мм. Внутри соленоида
расположен индуктивный датчик для измерения намагниченности образца.
Импульсное магнитное поле с В1П до 24 Тл создавалось в соленоиде разрядом
через него конденсаторной батареи емкостью 1 мФ. Намагниченность образца
измерялась по величине сигнала с индукционного датчика при помощи
