Способ определения намагниченности насыщения в феррите на свч

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН В 27/26 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ У Сви д ВТОРС(21) 407 д 828/24-09 (22) 10.06,86 (46) 07,05,88, Бюл, (71) Научно-исследо тут механики и физи ком государственном (72) А. А. Игнатьев ательскии инстии при Саратовсуниверситетеи А. Н. Лепест(53)(56Мои ев С. Ш. радиоэлектонанс а НЧ мере- иалов ение ости о тся СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 621.317.4(088.8)) Яковлев Ю. М. Генделокристалпы ферритов вронике. - М., 1975, с. 270.Гуревич А. Г. Магнитный рев ферритах и антиферромагнетиМ., 1973, с. 322.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАМАГНИНОСТИ НАПЯЦЕНИЯ В ФЕРРИТЕ НА(57) Изобретение относится книю параметров ферромагн, матна СВЧ. Цель изобретения - поточности измерения намагниченнасыщения в образце слабоаниэного меррита (Ф)Сп-б эаключ в возбуждении в образце Ф магнитостатич, волны (МВ) перпендикулярно внешнему маги. полю, измерении внешнего маги. поля Н, и граничной частоты МВ в образце Ф и в эталонном образце, МВ в образце Ф и в эталонном образце,при различных углах у между внешним маги. полем и плоскостью образца, Намагниченность определяют при у = О, Ч =1/2 к Н(3 г-О(9)-Мзэт при Осссф,. 1=, /2 ссу(Ц-Я, /2)ЯЦ +Я" Чй+Мв 1(9)/О 1 Н/СЫ/У 1-Н 1 М, ц = /2 М 5 = 1/4 дат(9)-(Ч)1+ + Мэгде ц, и Ч 2 определяют иэ уравнения я ) - Я (Ч), М, ц +1- окрестности углов Ч1 Ю (Ч)Я,(у) - зависимость граничной частоты МВ.в образце Ф и эталонном образце; Мз - намагниченность насыщения эталонного образца;- гиромагн. отношения. 9 ип.Изобретение относится к измерениюпараметров ферромагнитных материалова сверхвысоких частотах и может бытьиспользовано для разработки и оперативного неразрушающего контролянамагниченности насыщения И ферритов на СВЧ, аттестации закона распределения М внутри слоя,Целью изобретения является повьппе Оние точности измерения намагниченности насьпцения в образце слабоанизотропного ф иврита,На фиг. 1 показан образец ферритатолщиной й на диэлектрическом основанин; на фиг, 2 - направления вращения (а) образца феррита относительно оси, проходящей внутри слоя при6х = - и совпадающей с направлением 202распространения магнитостатическихволи при заданном направлении внешнего магнитного поля Н а также предельные случаи ориентации слоя феррита для углов Ч = 0 (б), в " (в) п(г)при возбуждении прямых или обратныхповерхностных (= О), распространяющихся вблизи верхней гранищ, прямых 3 Оиобъемных с 1 = - и прямых или обрат 2ных поверхностных ИСВ ( ц = п ), рас- .пространяющихся вблизи нижней границыслоя; на фиг. 3 - вариант изменениянаправления внешнего магнитного поляЙ, от угла с при заданной ориентацииобразца феррита; на фиг. 4 - энюрыСВЧ-магнитных полей Ь по толщинеслоя феррита для поверхностньас= О3(а), квазиповерхностных с = - Ч б)4иобъемах с= - (в), квазиповерхност 3 ных Ч = - и (г), поверхностных9д 5=7 (д) МСВ, возбуждаемых в образцеферрита при изменении угла у взаимнойориентации внешнего магнитного поляи поверхности образца феррита; нафиг 5 - блок-схема устройств проход 5 Онаго (а) и отражательного (б) типовпо способу измерения намагниченностинасьпцения ферритов на СВЧ, а такжевозможный вариант сопряжения поворотного измерительного СВЧ-узла с под 55водящим трактом (в); на фиг, 6 - зависимости граничных частот магнитостатических волн в образце ферритаот угла ф между плоскостью образца феррита и направлением магнитного поля для эталонного Я, (ЯД., и исследуемого Я,образцов феррита для случая слабоанизотропных ферритов (Н),(4 1 Иэ) Нс,( 4 п М ; на фиг, 7 - аналогичйые зависимости Ог(ф 3 ,. и я, (Ч ) для случая учета полей анизотропии Нд в феррите 3 на фиг. 8 - ориентация образца феррита (а) при Н) 4М 5 с полем анизотропии Н для Н, при Ч = О, соответствующего возбуждению поверхностных МСВ сы (0) и для Н, при= О, соответствующего возбуждению поверхностных МСВ с о (3), а также угол Ч, ориентации поля анизотропии Н в слое феррита (б), разрез А-А; на фиг. 9 - зависимость распределения намагниченности насьпцения 4 Т М в образце феррита толщиной й.Устройство содержит образец феррита 1 на диэлектрическом основании 2,СВЧ-генератор 3 качающейся частоты(ГКЧ), аттенюатор 4, вентиль 5, измерительный СВЧ-узел 6 с образцомферрита 1 магнитную систему 7, СВЧдетектор 8, осциллографический индикатор 9, направленный ответвитель10, плавный согласующий переход 11,снабженный вращающимся сочленением(при волноводном варианте установоки измерительного узла этот переходобеспечивает трансформацию волны Н,в прямоугольном волноводе в волнуНв круглом волноводе),Устройство работает следующим образом,В исследуемом образце феррита(объемном или пленочном), намагниченном до насьпцения (Н 4 и М, гдеИ - внешнее магнитное поле; Мэ -намагниченность), возбуждают различные типы магнитостатических волн,распространяющихся перпендикулярно НВ образце феррита 1 снимают зависимость верхних или нижних граничныхчастот Яот угла ц между внешнимполем Н и плоскостью образца, приочем ц = - К где х - координатаЭпо толщине образца, 6 - толщина образца для Д б х й, угол изменяетсяв пределах О й ц и ; поверхностныхМСВ, локализованных вблизи однойповерхности образца,(=О),Й = 0; квазиповерхностных МСВ, лока5 1394163Считая, что И. (сг ) К(сЕ ) ( это тре - бование выполняется хорошо, если этаЛонный и исследуемый образцы феррита соизмеримы по своим геометрическим размерам) ло величинам разности и)змерегшг(х граничных частот исследуемого И (с 1 и эталонного) сг(с 1)1 обэт разца, величине внешнего магнитного поля Н , намагниченности насьпцения10 эталонного образца М , полей анизот)ропии Н 4 (сЕ и 114(цг) можно опредеить величину намагниченности насыения образца феррита М (Ц) или, учих 15 ывая связь Ц) = -- зависимость(х).На практике в качестве эталона удобно выбирать слабоанизотропный феррит, например иттриевый ферромагит, для которого Н с 4 и М , При этом для нелигированных образцов намагниченность насьпцения М (х) = сопят. 4гЭ 54(5) при -сЕ)(с 1) -Еъ 35 и, (Н, Н+2 М),М (6) измеряют Но 4Ти и при ют угол 9граничнуюСВ, соотве при ц 7 астоту ствующ 5"й о И-(Н, Н 4 - 2 и Мз углов вблизи Ср, и которых пересекаютимости сэ, (Ц) иэт бласть Юг ПРИ ся зави 50 2 Я при углахим формулам (4)елить намагничтих точках (при+Е) и =Я Ч Ктенность Мо Ц,иЦ ) и резкоЭти участВ областипо простейшнельзя опредРтак как в этензоры Е 1(свозрастаютЙки х = - (с 1) сгг+Ц) напоказаны частота Я ол с 1 г зца Учет величины и ориентации в феррите полей анизотропии Н проводится следующими простыми операциями.При касательном намагничивании образца феррита (Й ориентирован параллельно плоскости слоя сп = О,г( ) в зависимости от ориентации по углу 9 определяют максимальную граничную Частоту для поверхностных МСВ (фиг. 8 а), причем и полагают угол 9 = О, тя,(6 = О)Затем изменя9 =измеряютповерхностных М л)я полагают для 9 = Т, я (6 = и ),Из значений частот с), (9 = О) исг 1(9 = Т) находят величину поля анзотропии Н 4.Далее измеряют угловую зависимограничных частот МСВ от угла С с(1 (сПо разности углов, соответствующихминимальным значениям частот(Н 4) ( 4 и М - эт а для исследуемого об и соответственно частота Ы находятвеличину угла Цг 4 ориентации 114 внутри слоя феррита В случае использования слабоанизотропных ферритов Н 4 ( 4 и Мз результаты эксперимента могут быть расшифрованы по соотношениям: 1при с - О Мэ - 2 л 1о( н, Я Д 1 Р из об мул соб о еления н гниченно я в феррите в возбужден сти на а СВЧ, зав образцв олнымагнитном ючающии с я ррита маг и ой итостатичес с, +Е перп полю кулярно внешнем+Мн 1 Ц 1Ю ме нии внешнег аничной час волны в обр агнитн поля Н и грстатической ты магнитоце феррита тличаю и т(, и (р, оцределяния гд э уравне ния точно сти насыщения тропного ферр магниченностью,частоты магнитособразце феррита окрестности при различных у магнитным полем зависимость г частоты магии са намагниченнос пределяют по со кот ныво эталон ошениям: ит зцеф ения амагнич ен но с талонного об на=11 азца;отношение. омагнитно эк стра полиров 11 111 ыми 11 унк тирными ли ниямиФора ретени и в эталонном образце м, что, с целью повызмерения намагниченв образце слабоанита с изменяющейся наизмеряют граничныетатической волны,ви в эталонном образцелах( между внешними плоскостью образца,лов ,1аничноостатичразцеом обр13941 63 Составитель Я; АдамовагазоТехред М.Ходанич Коррект Редакто аказ 2217 ИИП 1130 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 772 Государственно елам изобретений сква, Ж РаПодписное комитета СССР открытий кая наб., д, 4