4.Методика вимірювання питомої магнітної сприйнятливості та визначення вмісту мартенситу деформації.

Спосіб дії магнітометричних вагів зводиться до наступного. Державка для ампул з досліджуваною речовиною (6) розміщується у градієнтному полі.

Взаємодія досліджуваної речовини з магнітним полем викликає зміщення стержня (1) в той чи інший бік, залежно від природи досліджуваної

Рис.4.1Схема установки магнітометричних вагів з уніполярно-астатичною системою і механіко-магнітним зачепленням призми.

1 – кварцовий стержень; 2 –біфілярний підвіс стержня; 3 – уніполярно-астатичнасистема; 4 – дзеркальце; 5 – феромагнітнапризма; 6 –державка для ампул; 7 – демпфер; 8 – компенсаційна котушка; 9 – магнітик; 10 – шкала; 11 – освітлювач; 12 – підвісуніполярно-астатичноїсистеми.

речовини (парамагнетик, діамагнетик). Зміщення стержня (1) передається через механіко-магнітне зачеплення астатичної системи (3), оснащеної дзеркальцем (4). Останнє, у свою чергу, повертається і, відбитий від нього промінь освітлювача (11) фіксує на шкалі (10) зміщення досліджуваної речовини у магнітному полі.

За допомогою компенсаційного пристрою (8, 9) «зайчик» по шкалі приводиться в нульове положення і вимірювання проводяться нульовим методом. Державка (6) з досліджуваною речовиною може поміщатися як у високі, так і в низькі температури, а фазові та інші перетворення, що відбуваються в досліджуваному матеріалі, можуть фіксуватися по шкалі у вигляді стрибків.

Для отримання неоднорідного магнітного поля використовуються полюсні наконечники спеціальної форми (рис. 4.2)

Рис. 4.2 Полюсні наконечники електромагніта (горизонтальний переріз).

Експериментальне вивчення топографії магнітного поля показало, що при цьому забезпечуються постійність величини у порівняно великій області між полюсного простору. Це означає, що сила, яка діє на ампулу з досліджуваною речовиною

(6)

Є функцією питомої магнітної сприйнятливості і маси досліджуваної речовини. З іншого боку

(7)

де і ‒ компенсаційний струм,

k ‒ коефіцієнт пропорційності.

Формули (1.2) і (1.3) дають можливість порівняльним методом визначати магнітну сприйнятливість

(8)

де χ – питома магнітна сприйнятливість досліджуваної речовини,

і та і_ет – компенсаційні струми відповідно для досліджуваної і еталонної речовини,

m та m_eт – відповідно маса досліджуваної і еталонної речовини.

При вімірюванні χ досліджуваної речовини враховувалась поправка на компенсаційний струм, який відповідає пустій ампулі (і кінцю стержня), тобто істинні струми, що відповідають досліджуваній і еталонній речовинам, дорівнюють:

(9)

(10)

де i' та i_ет' – компенсаційні струми, що відповідають сумарній сприйнятливості досліджуваної і еталонної речовин,

i_амп – компенсаційний струм пустої ампули.

Градуювання вказаних магнітометричних вагів проводилося за допомогою стандартних речовин, наприклад, таких, як MnCl₂, Mn₂P₂O₇, Fe₂SO₄(NH₄)·6H₂O та ін., для яких магнітна сприйнятливість відома.

Для виявлення малих кількостей феромагнітної альфа-фази використовували вираз:

(11)

де σ_m– феромагнітна складова питомої намагніченості зразка; σ_α – питома намагніченість альфа-фази; χ – загальна питома сприйнятливість зразка; χ_p – парапроцесна складова питомої сприйнятливості зразка; χ₀–питома магнітна сприйнятливість парамагнітної (аустенітної) матриці зразка; Н – напруженість магнітного поля; χ_∞– результуюча питома магнітна сприйнятливість χ₀ парамагнітного аустеніту зразка і парапроцесуχ_р альфа-фази зразка: χ_∞=χ₀+χ_р .