DETERMINAREA PUNCTULUI CURIE LA FERITE

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "DETERMINAREA PUNCTULUI CURIE LA FERITE"

Μυρίνα Λειβαδάς
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 UNIVERSITATEA "POLITEHNICA" DIN BUCUREŞTI DEPARTAMENTUL DE FIZICĂ LABORATORUL DE FIZICĂ ATOMICĂ ŞI FIZICA SOLIDULUI BN 031B DETERMINAREA PUNCTULUI CURIE LA FERITE

2 DETERMINAREA PUNCTULUI CURIE LA FERITE 1. Scopul lucrării Pese o anuiă eperaură, subsanţele feriagneice - care prezină o agneizare sponană - devin paraagneice, adică ordinea agneică dispare. Scopul acesei îl reprezină deerinarea acesei eperauri, nuiă eperaura Curie feriagneică. 2. Teoria lucrării În cazul aerialelor agneice, exisă două ipuri de agneizaţii: agneizaţie peranenă, dacă aerialul ese agneiza inrinsec, indiferen de prezenţa unui câp agneic exern şi agneizaţie eporară, dacă aerialul capăă proprieăţi agneice sub acţiunea câpului agneic exern. După fora legii de agneizaţie eporară M = M ( H ) exisă două ipuri de aeriale agneice: a) Maeriale agneice liniare, penru care M = χ H, unde χ ese o consană de aerial adiensională, nuiă suscepibiliae agneică. Din aceasă caegorie fac pare: a1 ) aerialele diaagneice, care au suscepibiliaea agneică foare ică, negaivă şi pracic independenă de eeraură. Acese subsanţe sun slab respinse de un agne peranen sau sun deplasae spre regiunile cu câp ai slab înr-un câp agneic neunifor. Majoriaea copuşilor anorganici şi pracic oţi copuşii organici sun diaagneici. Diaagneisul ese o proprieae a fiecărui ao sau olecule. Când ese observaă o ală coporare a unei anuie subsanţe, aces lucru apare deoarece diaagneisul ese înrecu de un efec diferi şi ai puernic decâ el. a2 ) aerialele paraagneice, care au χ > 0, dar cu valori desul de ici. Acesea sun subsanţe la care aoii au oene agneice nenule, care în od naural sun orienae haoic, daoriă agiaţiei erice. Un câp agneic exern le poae oriena parţial în sensul lui, corpul agneizându-se, însă foare slab. La eperauri înale şi penru câpuri de inensiae ică, suscepibiliaea agneică saisface legea lui Curie: cons. χ =. (1) T b) Maeriale agneice neliniare, penru care suscepibiliaea agneică depinde de inensiaea câpului agneic aplica. Din aceasă caegorie fac pare aerialele feroagneice, feriagneice şi aniferoagneice. b1 ) Maerialele feroagneice sun caracerizae de o suscepibiliae agneică poziivă foare are, dependenă de câpul agneic aplica. Curba de agneizare M = f ( H ) se nueşe în aces caz curbă (ciclu) de hiserezis (fig.1) şi ese caracerizaă de urăoarele ării: H c - câp coerciiv; B r - inducţie reanenă; B s - inducţie de sauraţie. Fig. 1 Ciclul de hiserezis al unei subsanţe feroagneice 1

Teoria lui Weiss explică feroagneisul prin exisenţa unor ineracţii de naură cuanică (forţe de schib) înre oenele agneice de spin ale aoilor, ineracţiuni care conduc la apariţia unor regiuni de

2), dar agneizarea sponană ese orienaă diferi de la un doeniu la alul, aşa încâ oenul agneic rezulan ese nul.

3 Teoria lui Weiss explică feroagneisul prin exisenţa unor ineracţii de naură cuanică (forţe de schib) înre oenele agneice de spin ale aoilor, ineracţiuni care conduc la apariţia unor regiuni de agneizare sponană, nuie doenii de agneizare sau doenii Weiss, care poae conţine un nuăr de aoi. În ineriorul unui asfel de doeniu, oenele agneice aoice sun orienae paralel (fig. 2), dar agneizarea sponană ese orienaă diferi de la un doeniu la alul, aşa încâ oenul agneic rezulan ese nul. Când aerialul feroagneic ese plasa înr-un câp agneic, se reduce voluul doeniilor cu agneizarea orienaă aniparalel cu câpul aplica şi creşe voluul doeniilor cu agneizarea orienaă aproape paralel cu acesa. Vibraţiile erice ale aoilor se opun acţiunii de orienare şi pese o anuiă eperaură, caracerisică fiecărei subsanţe, doeniile de agneizare sponană dispar, corpul ransforându-se din feroagne în paraagne. Aceasă eperaură se nueşe eperaură Curie şi ese de 770 o C penru fier, 1115 o C penru cobal şi 358 o C penru nichel. Penru subsanţele feroagneice, dependenţa suscepiviăţii de eperaură în doeniul paraagneic ese daă de legea Curie-Weiss: C χ =, (2) T Tc unde consana Curie C şi eperaura Curie T c, sun consane de aerial. Fig. 2 Doeniile Weiss înr-un crisal feroagneic b2) Feriagneisul se aseaănă cu feroagneisul şi ese caracerisic subsanţelor nuie ferie, a căror forulă generală ese MeOFe 2 O 3, unde Me ese un ion bivalen al unui eal de ranziţie din grupa fierului: Cu 2+, Zn 2+, Ni 2+, Co 2+. Înr-un crisal acroscopic feriagneic ionii ealului bivalen şi cei ai fierului sun disribuiţi pe două subreţele. Înr-un doeniu de agneizare sponană, cele două subreţele au oenele agneice orienae aniparalel (fig.3); oenele agneice ale celor două subreţele nu sun egale, asfel încâ rezulana lor ese diferiă de zero. Fig. 3 Doeniile Weiss înr-un crisal feriagneic 2

4 Ca şi la subsanţele feroagneice, pese o anuiă eperaură caracerisică fiecărei ferie şi nuiă puncul Curie feriagneic (eperaura Néel), corpul se ransforă din feriagne în paraagne. Feriele au, în general, puncul Curie ai scăzu decâ subsanţele feroagneice ( 300 o C penru MnFe 2 O 4, 520 o C penru CoFe 2 O 4, 440 o C penru MgFe 2 O 4 ). Feriele au un ciclu de hiserezis aproape drepunghiular şi o rezisenţă elecrică foare are care le icşorează pierderile prin curenţi urbionari, - chiar la frecvenţe relaiv ridicae. Acese caracerisici au condus la folosirea lor penru realizarea eoriilor agneice. Trecerea unei subsanţe din sarea feroagneică sau feriagneică în sarea paraagneică reprezină o ranziţie de fază de speţa a II-a. 3. Dispoziivul experienal Penru deerinarea puncului Curie se uilizează un ransforaor cu o înfăşurare priară P şi două înfăşurări secundare S 1, S 2 concenrice cu cea priară. Fig. 5 Monajul experienal penru deerinarea eperaurii Curie. Înfăşurarea priară ese alienaă prinr-un auoransforaor A. Valoarea aproxiaivă a ensiunii priare poae fi ciaă cu ajuorul cursorului auoransforaorului. Înfăşurările secundare sun legae în opoziţie, iar în serie cu ele se află ilivolerul de curen coninuu, V, şi dioda cu geraniu D, care are rol de redresare. Cele două înfăşurări S 1, S 2 sun pracic idenice asfel că în galvanoeru nu circulă nici un curen. Dacă însă înr-una din înfăşurările secundare (în S 1 ) se inroduce o piesă de feriă F, sieria secundarului se srică, ensiunea indusă în înfăşurarea S 1 ese ai are decâ cea din S 2, iar ilivolerul va indica o anuiă ensiune, u. Deviaţia ilivolerului depinde de asa şi de fora feriei, de pereabiliaea sa agneică, precu şi de ensiunea aplicaă priarului, de geoeria înfăşurărilor S 1 şi S 2 şi de nuerele lor de spire, de paraerii ilivolerului şi diodei, ec. Piesa de feriă F ese inrodusă înr-un cuporaş C aliena în curen alernaiv, o de la auoransforaorul A, cu o ensiune consană de 120 V. În circuiul cuporaşului se află şi înrerupăorul K, care perie pornirea sau oprirea încălzirii acesuia. Teperaura ese indicaă de eroerul T. Prin ridicarea repaă a eperaurii se va reduce pereabiliaea agneică a feriei, scăzând în od corespunzăor şi derivaţia ilivolerului, aceasa devenind pracic nulă după aingerea puncului Curie. 3

5 4. Modul de lucru Se face ai înâi recunoaşerea aparaelor şi verificarea onajului. Se porneşe încălzirea cuporului recând înrerupăorul K pe poziţia PORNIT şi se noează deviaţia iniţială. Creşerea eperaurii din cuporaş decurge relaiv len, asfel încâ fiecare deerinare se face în condiţii cvasisaţionare, nefiind necesară uilizarea unui erosa. Se vor face deerinări siulane ale eperaurii indicaă de eroeru şi ale ensiunii u, indicaă de inivoleru. Ciirile se vor face din 10 o C în 10 o C, începând de la pria indicaţie de pe eroeru care se află deasupra nivelului cuporului. Pese eperaura de 100 o C ciirile se fac din 5 o C în 5 o C. Când la rei valori consecuive ale eperaurii (în paşi de 5 o C) valoarea ensiunii indicae de ilivoleru răâne consana (nu ai scade), se înrerupe curenul de alienare al cuporului. Nu se va depăşi eperaura de 200 o C! Apoi, urărind scăderea naurală a eperaurii, se repeă deerinările în sens invers, penru aceleaşi eperauri ca la încălzire. Când eperaura a scăzu sub C, ăsurăorile se consideră încheiae şi se înrerupe alienarea de la reţea. Daele obţinue se rec înr-un abel de fora: ( o C) u (div) încălzire u (div) răcire 5. Prelucrarea daelor experienale Cu ajuorul daelor din abel, se reprezină pe hârie ilierică dependenţa ensiunii în funcţie de eperaură, u = f (). Dependenţele la încălzire şi răcire vor fi rasae cu siboluri disince, pe acelaşi grafic. Curbele vor fi rasae prinre punce, câ ai aproape de acesea. Se rasează apoi angenele la fiecare curbă în puncele de inflexiune ale acesora. Tangenele se prelungesc până la inersecţia cu axa abscisei, unde se ciesc cele două valori obţinue penru eperaura Curie, iar apoi se deerină valoarea edie a acesora. 6. Înrebări 1. Ce exeple de subsanţe diaagneice, paraagneice, feroagneice şi feriagneice cunoaşeţi? Ce valori au suscepibiliăţile lor agneice? 2. Daţi exeple de ranziţii de fază de speţa I şi de speţa a II-a. Prin ce se deosebesc cele două ipuri de ranziţii? 3. Explicaţi de ce au fos folosie feriele penru realizarea eoriilor agneice. 4. Explicaţi de ce la creşerea eperaurii, scade indicaţia insruenului de ăsură afla în secundar şi apoi răâne aproape consană la valori foare ici. 4

Σχετικά έγγραφα

Demodularea (Detectia) semnalelor MA, Detectia de anvelopa

Demodularea (Detectia) semnalelor MA, Detectia de anvelopa Deodularea (Deecia) senalelor MA, Deecia de anveloa Deodularea ese recuerarea senalului odulaor din senalul MA. Aceasa se oae face erfec nuai daca s( ) ese de banda liiaa iar Deodularea senalelor MA se