Способ квалиметрии поверхности ферромагнетиков

(51) ГОСУДА СТНЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМ ИДЕТЕПЬСТВ Ф х тво СССР1969.о СССР1 173лоя О,е ДО бОО(21) (22) (46) (72) (71) (53) (56) Р. 312 Р 50 ИСАНИЕ ИЗОБР 3358843/18-2118.11.81301183. Бюл. 144 А,Е.Петров и В.Д.Раджу Иститут физики АН Латв 536.42(088,8)(54)(57) СПОСОБ КВАЛИМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ, включающийопределение магнитного состоянияповерхностного слоя исследуемого ма-.териала, о т л и ч а ю щ и й с я темчто,с целью расширения функциональнывоэможностей, определяют магнитноесостояние и глубину окисного слояисследуемого материала по намагниченности насыщения материала, затем измеряют величину обменной анизотропиис последующим определением по нейструктурного состояния окисного сИзобретение относится к контролюсостояния поверхности мелкодисперсных материалов и изделий на их основеа именно к магнитостатическим способам изучения состояния поверхности, иможет быть применено в порошковойметаллургии, в технологии изготовления носителей магнитной записи дляопределения качества используемых "ультрадисперсных магнитных материалов,в химии, где ультрадисперсные, материалы используются в качестве катализаторов Во всех случаях важнобыстро и достоверно знать физическоесостояние поверхностного слоя частиц:присутствие или отсутствие магнитного 15и структурногопорядка этого слоя атакже глубину этого слоя.Известен способ квалиметрии поверхности. магнетиковр применяющийсядля массивных тел, согласно которому 29воздействуют переменным электромагнитным полем, возбуждающим вихревые токив приповерхностном слое материала, сдельнейшим анализом сигналов токавихревого датчика ( 1 ") 25Использование этого метода по отношению к мелкодисперсным объектамсильно затруднено вследствие малостивихревых токов в мелкодисперсныхобъектах, кроме того, представляет трудоность изготовление микрозонда с размерами 100 А.Наиболее, близким по техническойсущности к изобретению является способ квалиметрии слоев изделий, заключающийся в том, что на контролируемую поверхность наносят магниточувствительную жидкость и определяютучастки, содержащие эту жидкость, покоторым судят о,.качестве поверхностислоя,причем с целью повышения досто.40верности контроля: контролируемые, слои подвергают взаимодействию сэлектромагнитными преобразователями и прОводят амплитуднО-частОтныйанализ спектра их сигналов (,2 1. 45Однако достоверность контроляповерхности известным способом по,отношению к дисперсным магнитным материалам недостаточна из-за малостиразмеров магнитных частиц, из которых состоят дисперсные материалы,К недоста.ткам . способа относится:;невозможность нанесения магниточ.вствительной жидкости на поверхностьультрамалых частиц с размера.ми 58менее.2000 А, С уменьшением ра.змераквалиметрируемого объекта само нанесение магниточувствительной жидкостина исследуемую поверхность изменяетфизическое состояние поверхности, вто время как важно знать состояниеневозмущенной поверхности,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей.,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу квалиметрии поверхности ферромагнетиков, включающему определение магнитного состояния поверхностного слоя исследуемого материала, определяют магнитное состояние и глубину окисного слоя исследуемого материала по намагниченности насыщения материала. затем измеряют величину обменной анизотропии с последующим определением по ней структурного состояния окисного слоя.На фиг,1 показан график,относительных значений намагнйченности насыщения для частиц кобальта в зависимости от их размера; на фиг,2 - график проявления обменной анизотропии для исследуемых частицСущность изобретение заключается в использовании в качестве контгслируемого слоя окисленной поверхности частицы, а определение магнитного и структурного состояния слоя производится магнитостатически по величине намагниченности . насыщения и величине обменной анизотропииПри осуществлении способа вначале измеряют намагниченность насыщения ансамбля исследуемых окисленных фер" ромагнитных частиц, а затем величину обменной анизотропии, возникающей между окисным слоем и сердцевиной частиц . Для выполнения указанных операций используют любой из известных экспериментальных методов, Выполнение гервой операции позволяет найти глубину окисного слоя и магнитный порядок в окисном слое, выполнение второй операции позволяет определить структурный порядок (кристалли ческий Он или аморфный) в окисном слое.Использование предлагаемого спо" саба иллюстрируется на примере ансамбля окисленных частиц кобальта.Результаты выполнения первой операции представлены на фиг,1, на которой приводятся относительные (Э(ЭО) значения намагниченности насыщейия Э для частиц кобальта в зависимости от их размера, температура -77 К. Намагниченность насыщения Э неокисленных частиц составляет 1440 Гс.Исоотношения 3 /3=(1-2 Ъ 3)где б - средний размер частиц,а Ь- ;глубина окисленного слоя, определяется глубина исследуемОГО слоя Ь. Уменьшение вличины Эпо сравненлю с зс свидетельствует об антиферромагнйтнам состоянии слояРезуль .аты выполнения второй операции представлены на фиг,2, кото" рая :.ллюстрирует проявление обменной анизотроии для исследуемых частицкобальта диаметром 2 бОА температура -77 К. Присутствие обменной анизотропии ,отличное от нуля значение величины дН) означает, что окислен1057841 оставительехред И, На орректор Г.Ога едактор Н,Бе Тираж 873НИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыти13035, Москва, Ж, Раушская Подписноеа СССРйнаб 4/5 каз 9576/46 Филиал ППП Патент г, Ужгород, ул. Проектная,ный слой находится в кристалличес. ком состоянии. Если бы обменная анизотропия отсутствовала, то это означало бы аморфизацию окисленного слоя.экспериментально установлена взаи мосвязь между структырным и магнитным состояниями поверхности частицы и смещением петли гистерезиса ансамбля кобальтовых частиц. При малой глубине окисления окисел находится в аморфном состоянии, о соединении Со О моноатомной толщины говорить нальзя, смещение петли гистерезиса не наблюдается,.При большой глубине окисления образуется магнитоупорядо ченный антиферромагнитный кристаллический окисел, СоО, приводящий йрй температурах ниже температурыНееля Т:293 К к уменьшению намагниченности и появлению смещения петлй"гистерезиса, При большой глубинеокисления образование антиферромагнитного структурно неупорядоченногоокисла СвО приводит к уменьшейиюнамагниченностн и исчезновению смещения петли гистереэиса, .е. кисчезновению обменной анизотропии. Предлагаемый способ по сравнениюс известными обеспечивает контрольсостояния поверхности ультрамалыхчастиц с размерами, близкими, ккритическому размеру однодоменностис обеспечением необходимого качестваконтроля.