|
|
|
Главная --> Справочник терминов Магнитная восприимчивость Магнитные свойства эластомеров. Чистые каучуки представляют собой диамагнитные материалы. Как для любых диамагнети-ков, величину магнитной восприимчивости для них можно измерить, определяя силу их выталкивания из неоднородного магнитного поля с помощью магнитных весов. Многокомпонентные резиновые смеси, особенно содержащие технический углерод в качестве наполнителя, обладают, как правило, парамагнитными свойствами, которые также можно определить с помощью магнитных весов по силе, с которой они втягиваются в неоднородное магнитное поле. Наиболее рациональным путем получения эластомерных материалов с заданными магнитными свойствами является создание композиционных материалов, состоящих из каучуков и различных наполнителей, в том числе ферромагнитных. Такие материалы могут сочетать высокоэластические свойства, присущие эластомерам, с магнитными свойствами наполнителей. В качестве наполнителей используют порошки из ферромагнитных, ферримагнитных материалов и редкоземельных элементов. Такие наполнители, как и любые ферромагнетики, по своим магнитным свойствам разделяют на маг-нитотвердые и магнитомягкие. В соответствии с тем, какие наполнители использованы при их изготовлении, все эластичные магнитные материалы также можно разделить на два класса: магнитомягкие и магнитотвердые резины. Особое внимание при использовании ферромагнитных наполнителей должно быть обращено на их удельную поверхность (или размер частиц), так как уровень магнитных свойств композитного материала существенно зависит от этого показателя. * Ядра с четными числами протонов (12С, 16О, 32S) не имеют спина (/ = 0); их магнитный момент равен нулю. Они не обладают магнитными свойствами и не дают сигналов ЯЛ1Р. Строение и свойства полимеров в последние годы" начали исследовать методами радиоспектроскопии. Наиболее важен раздел радиоспектроскопии, связанный с магнитными свойствами электронных оболочек молекул и атомных ядер, поэтому его называют спектроскопией магнитного резонанса или просто магнитным резонансом, обусловленным поглощением энергии переменного магнитного поля имеющимися в веществе магнитными моментами, которое происходит на резонансной частоте. . 8.1. Явление ядерного Методы радиоспектроскопии, получаю-8.2М™Гы%Ре™7трНаСцаии щие все большее распространение при ядерного магнитного исследовании строения И свойств полирезонанса меров, отличаются от обычной оптичес-8.3. Экспериментальное Кой спектроскопии тем, что в них исполь-ИГфе„Тч?скихТоКйсУтвЫ 3УЮТСЯ электромагнитные волны таких полимеров методом ядерного длин, которые могут быть созданы и за-магнитного резонанса фиксированы средствами радиотехники. 8.4. Использование Наиболее важный для исследования ве-ТяТРноГкв^р%Мп™Г Ществ Р'здел Радиоспектроскопии связан резонансов для изучения с магнитными свойствами молекул и физических свойств полимеров атомных ядер, поэтому он называется Следует отметить, что метод ЭПР дает возможность изучения кинетики радикальной полимеризации и радикалов, образовавшихся в результате тех или иных воздействий. ЭПР является основным средством изучения полимеров, обладающих полупроводниковыми и магнитными свойствами. ЯКР имеет ограниченную применимость для полимеров, так как в них редко встречаются ядра, обладающие электрическим квадрупольным моментом. Однако введение в полимеры кристаллических порошков, содержащих такие ядра, дает возможность оценивать их внутренние напряжения. При отщеплении хлористого водорода от поливинилхлорида получаются поливинилены — полимеры с системами сопряженных связей, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами структуре катализаторы обладают характерными эчек-трическими и магнитными свойствами (потенциал, парамагнетизм и т п), измерение которых возможно и в момент протекания реакции, что дает ценные сведения о механизме действия катализатора [5—11] Другое направление связано с получением солеобразных материалов с магнитными свойствами. Из предыдущих работ известно 28, что биметаллооксалаты четвертичных аммониевых солей с длинноцепными алкильными группами показывают аномальные магнитные свойства, вплоть до ферромагнетизма при низких температурах. Нами было предложено пршменить в качестве катионов таких солей ионы триалкилферроценилметиламмония, которые могут быть приготовлены в оптически активном виде, если ввести в положение 2 какую-либо группу по разработанным нами Таким образом, консолидация наноструктурного Ni приводит к дополнительному значительному уменьшению CTS и Тс по сравнению с измельченным в шаровой мельнице порошком, однако эта разница исчезает после высокотемпературного отжига при 723 К. Проведенные структурные исследования показали, что Ni как после измельчения в шаровой мельнице, так и после консолидации ИПД обладает наноструктурой с размером зерен около 20 нм. Тем не менее, эти состояния обладают различными магнитными свойствами. Как следует из анализа температурных зависимостей <7S(T) для этих образцов (рис. 4.1 и 4.2), отношение намагниченно-стей образцов после измельчения в шаровой мельнице и отожженного при 1073 К равно 0,83. В то же время в случае наноструктурного Ni после ИПД это отношение только 0,7. Температуры Кюри этих образцов уменьшились на 13 К и 24 К соответственно. Таким образом, видно, что как намагниченность насыщения, так и температура Кюри этих образцов меньше, чем у хорошо отожженных образцов. Более того, в образце после ИПД эти изменения значительно больше. Все измерения выполнялись в аналогичных условиях. Таким образом, полученные результаты указывают на то, что обнаруженные значительные различия в магнитных характеристиках могут быть вызваны различиями в тонкой структуре, а также, возможно, в химическом составе образцов. ядер, обладающих магнитными свойствами. Область протонного (где х — объемная магнитная восприимчивость вещества; у — гиромагнитное отношение — величина, характерная для каждого сорта ядер и связанная с магнитным моментом и спином ядра соот- Рассчитанная магнитная восприимчивость для кетона 5(к= 111,9-10~6, для енола %е = 115, 8 -КГ6, и полученное экспериментальное значение х = 115,2- 10"6 свидетельствуют о преобладании енольной формы. .Оказалось, что соединение Вторая группа физических методов не дает непосредственных сведений о строении. В данном случае речь идет о таких свойствах, как преломление света, теплоты сгорания, магнитная восприимчивость, температуры кипения, молекулярный объем и некоторые другие. После определения этих свойств исследователь должен разложить общий эффект на частичные эффекты, которые затем приводятся в соответствие отдельным структурным элементам молекулы. Физические свойства, определяемые подобным образом, называются аддитивными. Они могут быть рассчитаны по аддитивной схеме, согласно которой свойство некоторой системы определяется прямым сложением свойств элементов этой системы. Не следует при этом забывать, что такое отнесение свойств по группам и связям часто крайне условно: рефракция связи С=О в кетонах не совпадает с рефракцией окиси углерода; температура кипения метилена СН2 не имеет ничего общего с инкрементом температур кипения углеводородных гомологов, отличающихся друг от друга на группу СН2; магнитная восприимчивость спиртового кислорода не равна магнитной восприимчивости атомарного кислорода. Аддитивный подход создает иллюзию воспроизведения целого как суммы его частей; в действительности речь идет о том, что целое определяет свойство части, правда, в соответствии с ее спецификой. Формула (1) выведена для атома со сферической симметрией электронной йболочки. При отсутствии сферической симметрии магнитная восприимчивость молек}лы в разлшЕНЪЕХ направлениях неодинакова, Это явление называется анизотропией магнитной восприимчивости. Такая особенность диамагнетизма играет большую роль в исследовании органических соединений (см. стр. 305). Магнитная восприимчивость 300, 301, Сахароза — диамагнит, ей присущ пьезоэлектрический эффект. Удельная магнитная восприимчивость сахарозы 0,57. Она мало гигроскопична, но при относительной влажности воздуха 90 % увлажняется. С увеличением содержания глюкозы и фруктозы гигроскопичность увеличивается. При помещении вещества в однородное магнитное поле с напряженностью HQ в системе электронов индуцируются токи, которые в свою очередь генерируют магнитное поле с напряженностью Н\=Щ%м, где IM - магнитная восприимчивость, отнесенная к единице количества вещества. Для диамагнитных веществ, т.е. соединений, не содержащих неспареиных электронов, индуцированиое магнитное поле направлено противоположно внешнему, и магнитная восприимчивость %м всегда отрицательна. Так как электронная система органических соединений практически никогда не обладает сферической симметрией, индуцированиое магнитное поле анизотропно, т.е. изменяет свои характеристики в зависимости от направления в пространстве. Особенно ярко это выражено в ароматических соединениях, где помимо эффекта локальной анизотропии возникает так называемый «кольцевой ток» из-за наличия замкнутой системы тг-электронов. Для плоских ароматических молекул анизотропия проявляется в том, что магнитная восприимчивость, измеренная по оси, перпендикулярной плоскости цикла, всегда значительно больше, чем измеренная в его плоскости. Мерой анизотропии диамагнитной восприимчивостн служит разность между составляющими Д%ж = Вместе с тем магнитные параметры меняются иным образом. Обнаружено [234], что магнитная восприимчивость сначала слабо возрастает с температурой отжига. При температурах выше примерно 470 К скорость роста увеличивается, что соответствует протеканию рекристаллизации. Коэрцитивная сила Нс [105] чувствительна к процессу эволюции микроструктуры вплоть до размера зерен в несколько микрометров (см. рис. 3.3). Выше этого размера она становится менее чувствительной к росту зерен. Остаточная намагниченность изменяется сложным, немонотонным образом, что детально обсуждается в работе [105]. Магнитная восприимчивость (при 298-^368 К) 44,4. форма, поляризуемость и магнитная восприимчивость) изо-  Магнитная восприимчивость Материала вследствие Материалов определяется Материалов применяемых Материалов производится Матричных элементов Медицинских лабораторий Медленных процессов |
- |
Навигация