Устройство для измерения термомагнитной добротности

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскнв Социалистических Республик(51)М, Кл,2 Н 01 3, 35/Об с присоединением заявки Ио -Гоеударственный комитет С С СР ио делам изобретений иоткрытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕРМ(ИЬГНИТНОЙ ДОБРОТНОСТИ Изобретение относится к технике измерения тепло-электрофизических и гальванотермомагнитных параметров и может использоваться для исследований преимущественно гальванотермомагнитнык материалов, используемых в генераторах и холодильниках.Известны уСтройства для измерения гальванотермомагнитных эффек- тов (1) .Устройство позволяет производить измерения термоэлектрической и термомагнитной добротностей. Та часть, устройства, которая предназначена для измерения термомагнитной добротности, содержит. два массивных блока со скользящими зажимами, между которыми располагается измеряемый образец.Однако такая конструкция является 2 О весьма громоздкой, а обеспечение необходимых изотермических и адиабатических условий измерения:требует сложной системы стабйлизайии тем пературы.Известное устройство (устройство Хармана) (2)позволяет путем раздельного измерения адиабатического 0 е и изотермического эц удельных сопротивлений, используя соотнааениеерлин 2гера 0 о =. р и (1 - Ъ О Т), определить величину термомагнитной добротности где Е - изотермическая термомагнитиная добротность, а Т - температура, при которой она измеряется, устройст. во Хармана состоит из двух металлических блоков с больщой теплоемкостью, находящихся в тепловом контакте друг с другом, между которыми располагается измеряемый образец.СпециФика йзмерений подобного рода такова, что термостабилизация требуемых температур достигается по" мещением устройства в сооуд Дьюара со сжиженным газом и расположенным между полюсами магнита так, что вращение возможно только вокруг вертикальной оси. Одйако устройство Хармана имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, такое устройство исключает возможность определения кристаллографического направления с максимальной величиной термомагнитной добротности, так как при измеренный нет воэможности произвести вращение образца таким образом, чтобы направление тока 3, протекающего через образец , все время оставалось перпендикулярным направлению магнитного поля Н в процессе вращения обраэ3Ь Ь 15ца на 2 к радиан вокруг вертикальнойоси. Малейшее же отклонение от условия ,)1. Н, что вполне возможно приизмерении устройством Хармана, приводит к возникновению дополнительныхэффектов, искажающих измеряемые величины 9 и,о" . 5Во-вторых, иэ-за жесткой фиксацииблоков измерение с и рц устройствомХармана, особенно в области низкихтемператур, связано с большими погрешностями,обусловленными возникающи, ми в образце термическими напряжениями,связанными с отличием коэффициентовлинейного расширенияизмерительныхблоков и исследуемых материалов,Это особенно важно при измерении 15сильноаниэотропных веществ.Целью изобретения является повышение точности измерения термомагнитной добротности и определения кристаляографического направления еемаксимальной величины,Это достигается тем, что в известном устройстве для измерения термомагнитной добротности, содержащемдва металлических блока, находящихсяв тепловом контакте, и расположенный между ними обраэец, один из блоков выполнен подвижным вдоль направления тока, протекающего через обра" - "зецКроме того, для обеспечения тепло- ЗОвого контакта между измерительнымиблоками в них встроены,постоянныемагниты.На фиг.1-4 изображен общий видустройства; предложенного в различных вариантах, Устройство состоитиз неподвижного 1 и подвижного 2металлических блоков с большой и примерно равной теплоемкостью, например иэ меди, между которыми установ" 40лен образец 3. Так как специфика из/мерения требует хорошего тепловогоконтакта между блоками, тб в нихвстраиваются элементы 4 и 5, а Соприкасающиеся поверхности измерительных блоков шлифуются и притираются между собой. Под элементами4 и 5 следует понимать постоянныемагниты или один магнит и одну сталь.ную пластину, которые размещаются вблоке таким образом, чтобы напряжен"ность их магнитного поля не влиялана свойства исследуемого образца, аих размеры таковы, что сила их взаимодействия для данного коэффициентатрения в совокупности с эластичнымэлементом, например пружин(а, работающая на сжатие, действующим на подвижный блок, должны обеспечить хорошийтепловой и электрический контактобразца с блоками и в конечном счете 6 Осведут к минимуму термические напряжения. Последние, как правило,возйикают при измерении температурнойзависимости термомагнитной добротности вследствие отличающихся коэффи циентов линейного расширения материа- лов блоков 1, 2 и образца 3. Блоки электрически изолированы друг от друга с помощью очень тонкой прокладки 6 с большим коэффициентом удельной теплопроводности, например слюда (фиг.1), или металлизированная пластина из окиси бериллия (фиг.2-4) .В предлагаемом устройстве образец располагается таким образом, что ось вращения совпадает с направлением протекания тока через образец так, что вращение устройства с образцом вокруг оси не нарушает условия 3,). Н и в то же время позволяет измерять термомагнитную добротность для любого направления вектора магнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению тока ЭПредлагаемым устройством можно снимать угловые диаграммы вращения термомагнитной добротности в пределах ф = О + 360 (этот угол межцу произвольно выбранным направлением по отношению к осям симметрии кристалла и направлением магнитного поля). Для этого к устройству в его верхней части перпендикулярно к вертикальной оси устанавливается головка с градусными (при необходимости и более точными) делениями, что позволяет точно судить о величине поворота граней образца (осей симметрии кристалла) относительно направления вектора магнитного поля.Способ измерения с помощью предлагаемого устройства таков. Пропускаем вначале через образец переменный ток строго определенной величины и вращаем устройство с образцом вокруг вертикальной оси. В это время направление магнитного поля изменяется отйосйтельно первоначального его направления по отношению к осям кристалла на такой же угол, накоторый повернулась делительная головка. Падение найряжения 0 ц , снимаемое с образца, э аписывается в динамическом режиме на двухкоординационном самописце. Записываемая величина пропорциональна изотермическому сопротивлению образца рцУ : ) - 3 .;, где 3 и 5 - длина иц о)площадь поперечного сечения соответственно, а ) - величина тока,Ьналогичным образом записываетсяа на потенциометре падение напряжениями, при прохождении через образец переменного тока, где Упропорционально адиабатическому удельному сопротивлению. Если через образец пропускать переменный и постоянный ток одинаковой величины,то соотношение Херлингера (см..Ковинск актор Ь.лбрамо Тираж 922 ЦНИИПИ Государстве по делам иэобре Москва Жд Рауш.Ужгор Патент лиал ППП описание устройства) примет следующий вид:ю-ц"-" т) о)о р)а ц (2)Величину термомагнитной добротности для различных кристаллографических направлений можно рассчитать по формуле (2) и нанести точки на графике для различных углов или же с помощью вычислительной машины можно получить сплошную кривую изменения термомагнитной добротности в зависимости от кристаллографического направления. 1. Устройство для измерения термомагнитной добротности, содержащее два металлических блока, находящихся в тепловом контакте, и расположенный между ними образец, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения термомагнитной добротности и определения кристаллографического направления ее максимальной величины, один нз блоков 5 выполнен подвижным вдоль направлениятока, протекающего через образец.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с .я тем, что для обеспечения теплового контакта между из мерительными блоками в них встроеныпостоянные магнитю;Источники информации, принятыево внимание при экспертйзе1. Низкотемпературные термозлектя рические материалы. Сб.статей, Кишинев, ЬН МССР, 1970, с.35-38,2. Т.С.Нагпап е 1 аИ фТЬе НегцвСЕ 1 СхпдвЬацвеп епегду сопчегв 1 оп оГ щегЫ Йо В 1 апй В 1-4 а 1 пЪ вЬаИоувЯо 0 Ы в 1 а 1 е Е 4 ес 1 гоп 1 св, 1967т 7, с. 505-508.