Способ неразрушающего контроля пространственной структуры неоднородных материалов

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1) 01 й 24/ С) БРЕТ ИСАН уст- при- щих ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Институт химической физики им.Н,Н.Семенова и Московский физико-технический институт(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫНЕОДНОРОДНЫХ 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(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 поляризующего магнита, резонатор, размещенный в зазоре поляризующего магнита между катушками Гельмгольца, источник и приемник радиочастотных сигналов, связанные с резонатором.Недостатки известных способа и ройства заключаются в том, что они не годны для образцов сверхпроводя35 45 материалов, не содержащих парамагнитные центры,Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых материалов на сверхпроводящие, 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 паля,Неоднородное магнитное пале переменной полярности изменяет СВЧ-правоДимасть в кажДОЙ из лОкальнай Областей исследуемого Образца и позволяет осуществлять контрОль пространственной структуры материала,На фиг,1 представлена схема устройства для осуществления способа; на фиг,2 - схема модельного образца из высакатемпеОатурной керамики УВа 2 СОЭО 7-5 и ега Ориентация в резонаторе относительна гоадиента неаднораднага магнитного паля; на фиг,3 - спектр поглощения мощности радиочастотного поля при воздействии на образец неоднородным магнитньм полем переменной полярности.Способ осуществляется следующим образам,Исследуемый образец 1 в сверхпроводящем состоянии помещают в резонатор 2, размещенный в зазаае поляоизующега магнита 4 межДу дополни гельными 3 и встречными 5 катушками Гельмгольца так, чта аси катушек совпадают с асями паляризчогцего магнита 4, Подают радиочастотный сигнал От источника (не показан) в аезанатар 2, включают приемник сигналов (не показан) и Дабиваатся ега связи с резонаторам 2, после чего включаатдополнительные катушки Гельмгольца 3, создающие камг 1 еисируащее магнитное поле. Выставляют значение постоянного тока в дополнительных катушках Гельмгольца 3, при котором величина результирующего магнитного паля при сканировании поля паляризующега магнита 4 меняет полярность, Далее вклачаот встречные катушки Гельмгольца 5 и в них выставляют значение така, абеспечиввощее постоянный градиент неоднородного магнитного паляд Нй 1 необходимой величины, определяемой требуемым пространственным разрешением. Далее с помощью приемника сигналов производят регистрацию паглоЩ 8 ниЯ Образцам 1 моЩИОсти раДиачастатного поля при воздействии неоднарод- НЫМ МЗГНИТНЫМ ПОЛЕМ П 8 Р 8 МЕННОЙ полярности, изменяющим СВЧ-провОдимасть в каждой иэ локальньж областей исследуемого образца,П р и м е р. 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 шараи 1 с диаметрами 1 и 1,5 мм соответственно, изготовленные из высокотемпературной сверхпроводяшей керамики УВа 2 Соз 07-6, 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 палЯриэуюЩега 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 резонатором 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 5 А, 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 И) приводит к появлению на регистрируемом спектре поглощения мощности двух разрешенных сигналов (пики а, б, фиг,З), соответствующих каждой из локальный областей са сверхпроводящей фазой, Пики а, б (фиг,З) соответствуют поглощению мощности радиочастотного поля ат шаров 1 и И, а величина расщепления - расстоянию между центрами шаров.Таким Образом, изобретение позволяет Осуществить неразрушающий контроль пространственной структуры неоднородных материалов, установить наличие в модельном образце двух не связанных между сабОЙ ОбластеЙ са сверхправОДЯщеЙ фазой, 1689821а 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 радиочастотногэ поля, О т л и ч д ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуе мых материалов на сверхпроводящив, несодержащие парамагнитные центры, на образец воздействуют неоднородным ма гнитным полем переменной полярности.