Магнитный анизометр

13.03.2021

Магнитный анизометр — прибор для определения магнитной анизотропии, разработанный Н. С. Акуловым в 1930-е годы благодаря развитии теории ферромагнетизма и созданию ферромагнитных сплавов. Широко применяется для определения ферромагнитной анизотропии у монокристаллов и текстурированных материалов; также есть анизометры для измерения магнитной анизотропии других материалов в производственных условиях (без вырезки образца).

Принцип действия

Принцип варьируется от типа. Так, в одном из наиболее распространённых типов исследуемый образец помещается в однородное магнитное поле H {displaystyle H} . Если поле направлено вдоль оси лёгкого намагничивания O O {displaystyle OO} , то происходит намагничивание образца, иначе вектор намагниченности I {displaystyle I} займёт промежуточное положение между полем и осью. Вектор раскладывается на компоненты I | | {displaystyle I_{||}} и I T {displaystyle I_{T}} ; вторая компонента создаёт момент вращения M = I T × H {displaystyle M=I_{T} imes H} , который стремится повернуть образец точно так же, как геомагнитное поле поворачивает магнитную стрелку из положения «восток — запад» в положение «север — юг». Момент вращения, вызванный действием магнитного поля, компенсируется моментом, создаваемым упругими элементами прибора.

Угол поворота отсчитывается по шкале, измерения производятся при различных направлениях поля H {displaystyle H} (угол может меняться поворотом магнита от 0 до 180 или 360°). В ходе измерений вычисляется константа анизотропии. Лучшие лабораторные магнитные анизометры позволяют проводить исследования массивных образцов и ферромагнитных плёнок в интервале температур от 1300 К (1027 °C) до гелиевых (около 1 К; —272°С) и в магнитных полях напряженностью до 4000 кА/м (50 кЭ).

В современных магнитных анизометрах изменение ориентации осей O O {displaystyle OO} и H {displaystyle H} происходит путём вращения источника магнитного поля на постоянных магнитах; измерение обычно проводится в диапазоне от 100 до 370 К в автоматическом режиме с помощью управляющей и обрабатывающей программ. Современный анизометр крутящего момента включает в себя источник магнитного поля, системы вращения магнита, измерения крутящего момента и регулировки температуры, а также управляющий компьютер и измерительную вставку.