Способ измерения неравновесных значений парамагнитной восприимчивости

еспублик АВТОРСКОМУ олнительное к авт, свид-ву -51) М.Кл. б 01 И 27/78(45) Дата опубликования, описания 20.10,77 Государственный комитетСовета Министров СССРпо яелам изобретенийн открытий 37.63 о 088.8) 72) Авторы изобретен омцев, С. Н. Сафронов и О. В, Гасюк(71) Заявите Н ЕРАВ НОВ ЕСН ЪХВОСПРИИМЧИВОСТ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЗНАЧЕНИЙ ПАРАМАГНИТНО ласти ради Ио )(1) ние мнии; паче Изобретение относится к об оспектроскопии.Известны импульсные способы исследования, применяемые для получения информации о структуре парамагнитных центров (ПЦ) и их пространственном распределении, об атомарных, фрагментарных и молекулярных скоростях движения в твердых и гетерогенных объектах.Известен способ импульсного насыщения, в котором на образец, помещенный в силыное поляризующее магнитное поле, подают периодическую последовательность насыщающих импульсов микроволнового магнитного поля, которые приводят к отклонению магнитной восприимчивости парамагнитного образца от ее равчовесного значения. После окончания действия насыщающего импульса с помощью слабого контрольного микроволнового магнитного поля регистрируют зависимость от клонения неравновеснтях значений магнитной восприимчивости от времени, Таким способом наблюдают кривые спада сигнала импульсного восстановления (СИВ).Недостатками этого способа являются невозможность индентифицировать релаксационные процессы, измерять глубины и скорости передачи энергии вдоль неоднородно уширенной линии, Во многих случаях не представляется возможным установить, обусловлена ли кривая спада СИВ процессами спин-решетчатой релаксации, процессами диффузии или,их суперпозицией, Это происходит из-за того, что измерение зависимости магнитной восприимчивости от времени осуществляется в одном месте - месте действия насыщаюцрго импульса.Для увеличения числа измеряемых релаксационных параметров и их идентификации 10 по предлагаемому способу синхронно с насыщающими импульсами микроволнового поля осуществляют скачок поляризующего магнитного поля.После окончания действия насыщающего 15 импульса при помощи слабого контрольногополя регистрируют величину отклонения мнимой части магнитной восприимчивости от равновесного значения бх" (Л, т) . Величина ох" (Л, т) является функцией двух парамет ров: момента времени после окончания действия насыщающего импульса т и амплитуды скачка магнитного поляризую цего поля Л и определяется соотношением: 25 х ( ) = х (/0 К 1 ") -р(/- л" (Б,-, - Н,", ) где х", (Но - На") - равновесное зна мой части магнитной восприимчиво 30 х" (Н, - Нд,т) - неравновесное=- 0.,(г(т;,20 25 магнитной восприимчивости в момент времени т, отсчитываемый после окончания действия насыщающего импульса;Но" - значение магнитного поля, при котором регистрируют величину отклонения магнитной восприимчивости от равновесного значения;Но - значение магнитного поля, при котором насыщают неоднородно уширенную лин.ию,Внешние .магнитные поля на парамагнигном образце в течение периода определяются соотношениями: Возмоина регистрация, зависимости отклонения магнитной восприимчивости бх"(Л, т) от времени т при фиксированном значении Л, т. е. зависимости: 1, (т) = бх" (Л, т),Л = сопМ (3) Эта зависимость в частном случае (при Л = 0) совпадает с обычными кривыми спадя сигналов импульсного восстановления.На фиг. 1 показаны экспериментальные сигналы импульсного восстановления, полученные по обычной методике, т. е. при Л=О (кривые 1 а и 2 а), а также для случая, ког да одновременно с насыщающим,импульсом осуществлялся скачок поляризующего магнитного поля на величину Л = 2 э (кривые 1 в и 2 в). Кривые 1 и 2 получены при 293 и 77 К соответственно. Исследовались фено ксильные радикалы в пространственно сшитых полимерах, ионитах типа КУ, На фиг. 1 видно, что форма кривых спада СИВ при Ь.-: О отличается от.формы обычных кривых. Анализ наблюдаемых различий позволяег судить о характере релаксационных процессов, например, обусловлена ли кривая спада процессами спин-,решеточной релаксации, есть ли в,исследуемых образцах перегрев резонансных фенонов, каков вклад в кривые процессов спектральной диффузии. Кривые (3) при Л Ф 0 позволяют получать новую информацию, которой в прлнципе нет в кривых при Л = О. Эта дополнительная,инфор и ация позволяет идентифицировать релаксационные процессы.Возможно также регистрировать отклонения магнитной восприимчивости от равновесного значения ох" (Л,т) в различных местах вдоль, неоднородно уширенной линии в фиксированный момент времени после окончания действия насыщающего импульса, т, е. изучать зависимость 1l, (Ь) =- ох" (Л, т),т = сопз 1 (4) На фиг. 2 показаны экспериментальные кривые (1, 2, 3, 4 и 5), представляющие зависимость (4) для времен т, равных соответственно 50, 200, 400, 600, 1000 мксек. Кривые получерны при 77 К для образца ионита КУ, содержащего 109 спин(смз феноксильных радикалов. Кривые типа представленных на фиг. 2 дают необходимую информацию о процессе спектральной диффузии вдоль неоднородно уширенной линии ЭПР,и позволяют непосредственно определить время спектральной диффузии. Формула изобретения Способ измерения неравновесных значений парамагнитной восприимчивости в неодпородно уширенных линиях электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), заключающийся в периодическом импульсном насыщении микроволновой мощностью парамагнитных центров образца и регистрации, изменения парамагнитной восприимчивости в промежутках между импульсами с помощью контрольного микроволнового поля той же частоты, что и насыщающее, отлич ающийс я тем, что, с целью, идентификации измеряемых релаксационных параметров, синхронно с насыща 1 ощими импульсами микроволнового поля осуществляют импульсное изменение поляризующего магнитного поля.457387 х,/л,Н/юла еЯ Составитель П. ДоминТскред Н. Сметанин едакт Тираж 1109овета Министров СССоткрытийаб., д. 4/5 Заказ 532/1420 ЦНИппсное п. Харьк. фил, пред. Патент Изд,89 И Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушская