Способ неразрушающего контроля пространственной структуры неоднородных материалов

 

Изобретение относится неразрушающему исследованию пространственной структуры неоднородных материалов и может быть использовано для исследования образцов сверхпроводящих материалов ,несодержащих парамагнитные центры. Цепью изобретения является расширение диапазона исследуемых материалов на сверхпроводящие , не содержащие парамагнитные центры. На исследуемые образцы неоднородных сверхпроводящих материалов одновременно воздействуют переменным радиочастотным полем и неоднородным магнитным полем переменной полярности и регистрируют поглощение образцом мощности радиочастотного поля. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 24/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722819/25 (22} 24,07.89 (46) 07.11.91. Бюл, М 41 (71) Институт химической физики им.

Н,Н.Семенова и Московский физико-технический институт (72) О.Е.Якимченко, A.È,Ñìèðíoâ и Я.С.Лебедев (53} 543.063(088.8) (56) Якимченко О.Е., Лебедев Я.С. ЭПР-томография. — Химическая физика, 1983. М 4, с. 445-467.

Hoch M,lЯ. Electron spin resonance

Imaqlnq of paramaqnetic centres In Solids.—

I. Phy S.Ñ: Solid State Phys., 14 (1981), 56595666. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ

НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к неразрушающему исследованию пространственной структуры неоднородных материалов и может быть использовано для исследования образцов сверхпроводящих материалов, не содержащих парамагнитные центры.

Известен способ нераэрушающего исследования пространственной структуры неоднородных материалов, содержащих парамагнитные центры, основанный на одновременном воздействии на исследуемый образец переменным радиочастотным полем и неоднородным магнитным полем неизменной полярности и регистрации поглощения образцом мощности радиоча„„БЫ„„1689821 А1 (57) Изобретение относится к неоазрушающему исследованию пространственной структуры неоднородных материалов и может быть использовано для исследования образцов сверхпроводящих материалов, не содержащих парамагнитные центры. Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых материалов на сверхпроводящие, не содержащие парамагнитные центры. На исследуемые образцы неоднородных сверхпроводящих материалов одновременно воздействуют переменным радиочастотным полем и неоднородным магнитным полем переменной полярности и регистрируют поглощение образцом мощности радиочастотного поля. 3 ил. стотного поля с использованием электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Способ реализуется на устройстве, содержащем поляризующий магнит с зазором, снабженный системой развертки поля, встречные катушки Гельмгольца, которые расположены в зазоре поляриэующего магнита так, что оси катушек совпадают с осями поляриэующего магнита, резонатор, размещенный в зазоре поляризующего магнита между катушками Гельмгольца, источник и приемник радиочастотных сигналов. связанные с резонатором.

Недостатки известных способа и устройства заключаются в том, что они не пригодны для образцов сверхпроводящих

45 материалов, не содержащих парамагнитные центры.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых материалов на сверхправодящие, не содержащие парамагнитные центры, На исследуемые образцы неоднородных сверхпроводящих материалов одновременна воздействуют переменным радиочастотным полем и неоднородным магнитным полем переменной полярности и регистрируют поглощение образцом мощности радиочастотного поля, Неоднородное магнитное пале переменной полярности изменяет СБЧ-правоДимасть в кажДой из лОкальнай Областей исследуемого образца и позволяет осуществлять контроль пространственной структуры материала, На фиг,1 представлена схема устрпйства для осуществления способа; на фиг.2— схема модельного образца из высакатемпеоатурнай керамики УВа2СсзО7-ь и ега Ориентация в резонаторе относительна градиента неаднораднага магнитного паля; на фиг,3 — спектр поглощения мощности радиочастотного поля при воздействии на образец неоднородным магнитным полем переменной полярности.

Способ осуществляется следующим образам.

Исследуемый образец 1 в сверхпроводящем состоянии помещают в резонатор 2, размещенный в зазоре поляризующега магнита 4 межДу Дополнительными 3 и астре ными 5 катушками Гельмгольца так, чта аси катушек совпадают с асями паляризующега магнита 4, Подают радиочастотный сигнал

От источника (не показан) в pQ30HBT0p 2, вкл1ачиат приемник сигналов (не показан) и дабива атся ега связи с резонаторам 2, после чего включа атдаполнительные катушки

Гельмгольца 3, создающие камг1еисирующее магнитное поле. Выставляют значение постоянного тока в дополнительных катушках Гельмгольца 3, при котором величина результирующего магнитного полл при сканировании поля паляризу ащега магнита 4 меняет полярность, Далее вкл ача.от встречные катушки Гельмгольца 5 и в них выставляют значение така, Обеспечива ащее постоянный градиент неоднородного маг,èòíoãà паля Н/di необходимой величины, Определяемой требуемым пространственным разрешением. Далее с помощью приемника сигналов производят регистрацию поглощения образцам 1 мощнОсти раДиочастатного поля при воздействии неоднородным магнитным полем переменной полярности, изменяющим СВЧ-правОДЯмасть в каждой иэ локальных областей исследуемого образца, Пример. Определение наличия в образце высокотемпературной сверхпроводящей керамики двух локальных не связанных между собой областей со сверхправадящей фазой и расстояния между их центрами.

Модельный образец представляет собой два шара l и И с диаметрами 1и1,,5 мм соответственно, изготовленные из высокотемпературной сверхпроводяшей керамики YBa>Cua0v-î, расположенные на держателе на расстоянии 4 мм (фиг.2), Для регистрации распределения сверхпроводящей фазы модельный образец 1 для перевода в сверхправадящее состояние помещают в дьюар с жидким азотом (не показан), размещаемый вместе с образцом в резонаторе

2 в зазоре паляризующего магнита 4, и ориентируют ега относительно направления градиента неоднородного магнитного поля, как показано на фиг.1 и 2. Далее подают радиочастотный сигнал от источника(не показан) и добиваются ега связи с резонаторам 2, после чего включают дополнительные катушки Гельмгольца 3 и устанавливают в них постоянный так 4 — 5 А, Далее включают встречные катушки Гельмгольца 5 и устанавливают значение постоянного тока 5А, при котором градиент неоднородного магнитного поля равняется 100 Гс/см (при этом пространственное разрешение составляло 0,5 мм), Далее с помощью приемника радиочастотных сигналов (не показан) и системы оазвертки поля поляризующего магнита 4 регистрируют поглощение мощности радиочастотного поля (спектр поглощения мощности) при воздействии неоднородным магнитным полем переменной полярности ат -50 до + 50 Гс, изменяющим

СВЧ-проводимость в каждой из локальных областей исследуемого образца, Наличие в модельном образце двух не связанных между собой областей со сверхпровадящей фазой (шары! и ll) приводит к появлению на регистрируемом спектре поглощения мощнаст двух разрешенных сигналов (пики а, б, фиг,3), соответствующих каждой из локальный областей са сверхпроводящей фазой. Пики а, б (фиг.3) соответствуют поглощению мощности радиочастотного поля От шаров 1 и ll, а величина расщепления— расстоянию между центрами шаров.

Таким образам, изобретение позволяет осуществить неразрушающий контроль пространственной структуры неоднородных материалов, установить наличие в модельном образце двух не связанных между собой областей са сверхпроводящей фазой, 1689821 а также расстояние между центрами этих областей.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля пространственной структуры неоднородных материалов, включающий одновременное воздействие на исследуемый образец переменным радиочастотным полем и неоднородным магнитным полем и регистрацию поглощения образцом мощности радиочастотно 0 поля, о т л и ч д ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуе5 мых материалов на сверхпроводящив, не содержащие парамагнитные центры, на образец воздействуют неоднородным ма гнитным полем переменной полярности.

1689821

Фиг. 3.

Составитель Т. Торопкина

Редактор О,Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 3808 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101