Измерение магнитной анизотропии

В области 100—380°К зависимости электропроводности от температуры не наблюдается. Для выяснения характера этой особенности были проведены измерения температурной зависимости магнитной восприимчивости -X и анизотропии магнитной восприимчивости Ах (табл.). [c.125]

Рисунок 3.3.12 -Устройство преобразователя для измерения магнитной анизотропии со сложным магнитопроводом

Измерение магнитной анизотропии [c.21]

Фиг. 10. Метод Раби для измерений магнитной анизотропии.

Поскольку магнитная анизотропия ароматических соединений в значительной степени определяется наличием замкнутой я-элект-ронной оболочки, естественна попытка использовать ее в качестве критерия ароматичности. Прямое измерение магнитной анизотропии сложно, так как требует выращивания монокристалла и предварительного определения в нем ориентации молекул. Более доступно определение магнитной анизотропии, основанное на эффекте Зеемана в микроволновых вращательных спектрах [70], но оно применимо только к соединениям, для которых возможны спектральные измерения в газовой фазе. [c.29]

Рис. 242. Прибор Роджерса для измерения магнитной анизотропии 53].

Исследуя восприимчивость монокристаллов, можно определить величину ее анизотропии [25—28]. Как мы увидим в главах, посвященных ЭПР и ЯМР комплексов ионов переходных металлов, эти данные применяются в нескольких важных областях. Анизотропию магнитной восприимчивости обычно определяют методом Кришнана, устанавливая критический момент вращения. В статье [31] рассматривается использование метода ЯМР для измерения магнитной восприимчивости веществ в растворе. Раствор парамагнитного комплекса, содержащий внутренний стандарт, вводят в объем между двумя концентрическими трубками. Раствор того же самого инертного стандарта в том же самом растворителе, в котором растворен комплекс, вводят во внешнюю часть конструкции. В этом случае наблюдаются две линии стандарта, причем линия вещества, введенного в раствор парамагнитного комплекса, соответствует более высокой частоте. Сдвиг линии внутреннего стандарта" в парамагнитном растворе относительно диамагнитного раствора АН/Н связывают с разностью объемной восприимчивости ДХ двух жидкостей [c.156]

На первое место из магнитных методов стало в последнее десятилетие выдвигаться определение парамагнетизма. Еще Клемм заметил, что изучение парамагнитных свободных радикалов представляет для органической химии больший интерес, чем расчеты, связанные с диамагнетизмом [30, с. 122]. А через 20 лет другой крупнейший специалист в этой области Селвуд писал В органической химии измерения магнитной восприимчивости проводятся главным образом с целью определения магнитной анизотропии молекул, в особенности ароматических соединений, и исследования свободных радикалов со сравнительно большой продолжительностью жизни [32, с. 365]. [c.221]

Обычные измерения магнитной восприимчивости для порошкообразных образцов позволяют найти лишь значение ср и не дают никаких сведений об отдельных значениях gx, g g или g и g , тогда как при помощи сравнительно простых измерений спектра ЭПР для небольшого монокристалла люжно получить подробные сведения о магнитной анизотропии в кристалле. В принципе осуществимо и в некоторых случаях было выполнено измерение магнитной восприимчивости в различных направлениях для крупных монокристаллов, однако такой эксперимент весьма сложен, а точность его невысока. [c.31]

Разбавленные жидкие растворы низкой вязкости также представляют собой магнитно-изотропные системы. В этом случае изотропное поведение объясняется быстрым случайным вращательным движением молекул растворенного вещества. Однако при замораживании или достаточно глубоком охлаждении может возникать спектр ЭПР, состоящий из широкой бесструктурной линии. Асимметрия линий ЭПР показывает, что ответственные за сигнал отдельные молекулы обладают магнитной анизотропией. Полезно будет напомнить некоторым читателям об анизотропии других, более известных свойств вещества. Известно, что магнитная восприимчивость анизотропного кристалла зависит от его ориентации в магнитном поле. Например, абсолютное значение восприимчивости, измеренной при ориентации магнитного поля перпендикулярно плоскости слоя графита, во много раз больше, чем при параллельной ориентации. Однако для количественного описания восприимчивости не требуется бесконечного числа параметров. Для анизотропной системы, какой бы низкой симметрией она ни обладала, имеются три взаимно перпендикулярных направления (главные оси), таких, что значения восприимчивости, измеренные вдоль этих направлений (главные значения), полностью определяют восприимчивость системы в целом (разд. А-6). Это утверждение справедливо и для оптических свойств (например, оптического поглощения или показателя преломления) анизотропного кристалла. [c.28]

Резонансные сигналы олефиновых протонов, о которых идет речь в этом разделе, лежат в пределах 5,5—6,3 м.д. Очень большое дезэкранирование этих протонов определяется главным образом анизотропией магнитной восприимчивости л -систем, а не простым индуктивным эффектом. Экспериментальные измерения этой анизотропии показывают, что протоны, лежащие вблизи от осей X а Z (см. XLV) двойной связи, дезэкранированы, в то время как протоны, лежащие вблизи от оси У, экранированы ). [c.119]

Магнитная восприимчивость твердого тела зависит-не только от природы молекул, из которых оно состоит, но и от их ориентации в кристалле. Измерение восприимчивости в порошкообразном образце дает только среднее значение разных восприимчивостей, существующих в направлении различных осей кристалликов, из которых состоят порошки. Магнитная анизотропия есть изменение интенсивности намагничения в зависимости от направления в кристаллическом веществе. Иногда она выражается как разность двух главных восприимчивостей, а иногда — как их отношение. Магнитные оси кристалла, как правило, совпадают с оптическими. Газы, большая часть жидкостей, аморфные тела, а также порошки или изотропные твердые тела не обнаруживают магнитной анизотропии. [c.21]

Очевидно, этот эффект наиболее заметен в том случае, когда направление внешнего поля составляет прямой угол с плоскостью кольца, а не параллельно ему. Измерение магнитной восприимчивости кристалла вдоль двух осей позволяет определить величину диамагнитной анизотропии, которую в свою очередь можно скоррелировать с ароматичностью молекулы . [c.54]

Значительный рост магнитной проницаемости при температурах выше точки компенсации у никель-цинк-кобальтовых ферритов с недостатком окиси железа связан с диффузионным процессом. Этот процесс определяет появление дополнительного максимума магнитной проницаемости на кривой tg6 = = ц(Т). Положение максимума зависит от частоты намагничивающего поля (рис. 2). Максимуму магнитной проницаемости соответствует максимум на кривой tgб = ф(7 ). Положение максимумов ц и tgб, связанных с компенсацией константы магнитной анизотропии, при изменении частоты измерения не меняется (рис. 2). [c.45]

Отклонения от кубической симметрии должны сказываться на поведении параметров внутрикристаллических полей, которые могут быть определены либо из данных по электронному парамагнитному резонансу (ЭПР), либо из измерений магнитной кристаллографической анизотропии (МКА). [c.53]

Таким образом, мессбауэровские спектры позволяют определить размеры нанокластеров в области 1 10 нм при известной константе анизотропии вешества или определить данные магнитной анизотропии, которая может характеризовать также и межкластерное взаимодействие, если из данных микроскопических измерений известно распределение кластеров по размерам. В качестве примера приведем суперпарамагнитные мессбауэровские спектры нанокластеров оксида железа при различных температурах измерения (рис. 16.4). Нанокластеры были получены путем твердотельной химической реакции разложения оксалата железа [8] при температуре разложения Гд = 215° С. [c.529]

Преимущество внутренних эталонов при измерении химических сдвигов в настоящее время общепризнано, и они широко применяются в ЯМР-спектроскопии. Необходимость добавления эталонов непосредственно к исследуемым образцам предъявляет к веществам, используемым в качестве внутренних эталонов, ряд требований химической инертности, отсутствия полярности и склонности к ассоциации, отсутствия магнитной анизотропии, узкого интенсивного сигнала, не перекрывающегося с сигналами других протонов. В этом отношении наилучшим эталоном является тетраметилсилан, дающий узкий интенсивный сигнал в высоконольной области спектра [85]. Хорошим эталоном является также циклогексан. Ряд других соединений, применяемых в.качестве внутренних эталонов, приведен в гл. I (рис. 1-5). [c.88]

За последние годы измерения магнитной анизотропии в большинстве случаев являлись дополнением к рентгеновским структурным исследованиям кристаллов, в особенности ароматических соединений. Обзорный материал по этому вопросу можно найти у Лонсдейл [38]. [c.21]

Отклонения от нормы наблюдаются тогда [7], когда имеется возможность предпочтительной ориентации магнитноанизотропных молекул, находящихся рядом с исследуемой молекулой. Влияние ориентации в значительной мере устраняется, если исследуемая молекула окружена молекулами растворителя, обладающими почти полной магнитной изотропией. По этой причине в качестве растворителя чаще всего используется четыреххлористый углерод, молекулы которого имеют почти сферическую форму, а в качестве внутреннего эталона — тетраметилсилан [48], также характеризующийся низкой анизотропией. Т траметилси-лан имеет еще и то преимущество, что его резонансный спектр содержит только одну четкую линию вблизи верхнего края области наблюдаемых химических сдвигов линий протонов органических молекул, благодаря чему почти не создается помех резонансным пикам исследуемого образца. В тех случаях, когда исследуемое вещество склонно к ассоциации в растворе или обладает магнитной анизотропией, отклонения от нормы все же будут наблюдаться, но их можно устранить, если производить измерения при различных концентрациях и затем экстраполировать до бесконечного разбавления. [c.267]

Наиболее очевидным методом измерения анизотропии является определение магнитной восприимчивости кристалла одним из стандартных методов, но при этом кристалл должен быть ориентирован так, чтобы сила притяжения или отталкивания была направлена только вдоль одной магнитной оси. Этот метод не очень точен и пригоден лишь для сильно парамагнитных веществ. Кроме того, возникают трудности при тщательной ориентировке кристалла. Джексон [39], однако, добился значительных успехов в измерениях магнитной анизотропии кристаллов соединений редкоземельных элементов и других парамагнитных веществ. Примененная им установка являлась некоторым видоизменением сексмитовского варианта фарадеевских магнитных весов. [c.21]

Магнитная восприимчивость частицы может быть различной в направлениях различных осей. Такая частица называется магнитно анизотропной. При помощи всех описанных выше методов, вследствие пространственного распределения частиц кристаллического порошка или растворенных молекул, измеряют только -среднюю восприимчивость. Измерения магнитной анизотропии оказались- хорошим средством изучения кристаллической рещетки [47], особенно ароматических соединений. В дальнейшем удут изложены только принципы методов измерения. [c.615]

Основная цель применения преобразователей с П-образным магнитопроводом - измерение относительной величины магнитных свойств поверхности металла для двух заранее выбранных направлений, которые определяются при повороте вокруг вертикальной оси установленных на металл преобразователей. При плоском напряженном состоягаш главные напряжения расположены под углом 90° друг к другу, и датчик магнигаой анизотропии должен сравнивать магнитные свойства также в этих координатных направлениях. Таким образом, датчиками магнитной анизотропии можно измерять разность нормальных напряжений по двум взаимно перпендикулярным направлениям и соответствующие касательные напряжения. [c.135]

Среди факторов, определяющих величину константы экранирования протонов, в начале разд. 1 упоминалось и влияние растворителя. В общем можно полагать, что все эффекты, которые мы до сих пор обсуждали как внутримолекулярные, проявляются также и на межмолекулярном уровне. Например, установлено, что резонансные сигналы веществ, растворенных в ароматических растворителях, проявляются в более сильном поле, чем в растворителе алифатической природы. Этот эффект был приписан диамагнитному кольцевому току бензола и его производных. Подобное же влияние соседних молекул, связанное, однако, либо с экранированием, либо с дезэкранированием, может проявляться в результате магнитной анизотропии кратных связей или влияния электрического поля молекул с большими дипольными моментами. Эффекты растворителя становятся особенно значительными, если межмолекулярные взаимодействия в растворе приводят к образованию специфических комплексов. За счет диполь-дипольных или вандерваальсовых взаимодействий некоторые взаимные пространственные ориентации взаимодействующих молекул становятся более предпочтительными, чем другие. В результате могут наблюдаться специфические изменения резонансных частот отдельных протонов растворенного вещества. Их в свою очередь можно использовать для получения сведений о строении таких комплексов. Поэтому спектроскопия ЯМР оказалась важным методом исследования межмолекулярных взаимодействий. Изменения химических сдвигов под влиянием растворителя обычно меньше 1 м. д. Мы уже рассмотрели в гл. П1 их специальные применения и последствия для резонансных частот эталонных веществ. Для избежания осложнений, вызванных влиянием растворителя, рекомендуется использовать такие инертные растворители, как тетрахлорид углерода или циклогексан. Можно исключить, кроме того, и концентрационные эффекты, если провести измерения при нескольких концентрациях вещества и экстраполировать данные к бесконечному разбавлению. Измерения в газовой фазе, где межмолекулярные взаимодействия сводятся к минимуму, стали осуществимы и для веществ с высокой упругостью паров только после развития импульсных Методов с фурье-преобразованием. [c.109]

Для сплавов Ре — Со, Ре — N1, Со — N1 и Ре — Со — N1 значения констант магнитной анизотропии Кг и при различных температурах Г, °С, приведены в табл. 28.9. Из этой таблицы видно, что значения нулевой анизотропии находятся вблизи 70% N1, 30% Ре для железоникелевого сплава, вблизи 45% Со, 55% Ре для железокобальтового сплава и вблизи 100% N1 для кобальтникелевого сплава. Для тройных сплавов Ре—Со—N1 ход кривой /(1=0 точно не определен, но полагают, что эта кривая проходит вблизи точки, соответствующей сплаву перминвар (30% Ре, 25% Со, 45% Ч ), подвергнутому обычной для этих сплавов термообработке (отжиг при температуре 400—600° С). По измерениям на монокристалле, для этого сплава К1 = =—2000 эрг/см [6]. [c.533]

Одним из наиболее характерных свойств, облегчающим изучение эффектов изоморфного замещения, оказывается магнитная восприимчивость. >то свойство может быть использовано в случаях замещения в комплексном силикате иона мапшя ионом двухвалентного железа Р+. Этот ион сообщает характерный парамагнетизм замещенной кристаллической силикатной фазе, что значителЬно облегчает. исследование магнитной анизотропии в кристаллических растворах подобного рода. Характерные примеры приводит Нилакан-тан , который изучал магнитные явления в железосодержащих минералах группы слюд, в частности в мусковитах (с низким содержанием железа), флогопитах и биотитах с точно анализированными составами. Измерения удельной анизотропии производились при помощи измерений разности магнитной восприимчивости при максимальной и минимальной ориентации кристаллической пластинки [c.66]

В диамагнитных ионных кристаллах восприимчивости вдоль различных кристаллических осей, как правило, одинаковы, но имеются и некоторые исключения. Например, главные восприимчивости циркония [32] равны —0,170 и —0,732 10"6. Раман и Кришнан [33] измерили магнитную анизотропию ряда неорганических солей. Для азотнокислого натрия молярная восприимчивость параллельно тригональной оси равна—29,5 lO"6, в то время как перпендикулярно к этой оси. она равна —24,1 10"". Средняя молярная восприимчивость, измеренная на порошке, равна —25,9 10"6. Все нитраты, карбонаты и хлораты дают большие значения магнитной анизотропии [34] в противоположность почти полной изотропии сульфатов. Это приписывается анизотропии ионов NO3 , СО3 , С1О3 и их параллельной ориентации в кристаллах. Раман и Кришнан дали метод для определения ориентации NO " и других ионов из магнитных измерений. Они установили также зависимость между магнитной и оптической анизотропией в кристаллах. [c.48]

Измерения магнитной восприимчивости показали, что циа-нурхлорид, 1,3,5-трихлор-сылл4-триазин (М = СС1)з, менее ароматичен, чем бензол [10]. Диамагнитная анизотропия этого соединения составляет — 30,3 10 ед. СГС, в то время как у бензола она равна —60- 10" ед. СГС. При максимальном сопряжении в триазиновом цикле валентные углы у атомов азота и углерода должны составлять 120°. В действительности угол у азота [c.56]

По положению пятен или колец )яа рентгеновском снимке вычисляют размеры элементарной ячейки. Зная плотность вещества и число молекул в элементарной ячейке, можно очень точно определить молекулярный вес. Число молекул в ячейке (целое и небольшое, обычно 1, 2, 4, 6 и т.д.) находят вместе с определением пространственной (кристаллографической) группы и асимметрией молекулы. Это новое определение нуждается в дополнительных данных, касающихся полярности кристалла, которые получают посредством пьезо- или пироэлектрических измерений или же при помощи коррозионных узоров на поверхностях кристалла. Далее определяют общее положение молекул в элементарной ячейке, которое требует в свою очередь знания определенных физических Ьвойств кристалла, а именно габитуса, спайности и главным образом оптической или магнитной анизотропии. Анизотропия кристалла (в случае молекулярного кристалла) обусловлена анизотропией молекул, а анизотропия молекул зависит в конечном счете от их формы — удлиненной, плоской или круглокомпактной (в последнем случае молекулы квази-изотропные). Таким образом, можно исключить некоторые формы молекул, не соответствующие измеренным физическим свойствам. [c.84]

Интересно соотношение между подвижностью ароматических тг-электронов и диамагнетизмом этих соединений. Известно, что диамагнитная восприимчивость зависит от способности электронов смещаться перпендикулярно к направлению магнитного поля. В результате измерения магнитной восприимчивости у монокристаллов ароматических углеводородов (в которых плоские молекулы расположены в параллельных плоскостях) были найдены гораздо большие значения в направлении, перпендикулярном к плоскостям колец (Кз), чем в направлении двух остальных осей молекулы (К1 и Кг). Этот эффект диамагнитной анизотропии обусловлен тем фактом, что радиус электронной цепи, т.е. подвижность или делокализация 7г-электроноп, возрастаете увеличением числа ядер молекулы (К. Лондсеил, 1936.) [c.364]

В последнее время на базе прибора КРМ-Ц-К2М [4] разработано несколько новых модификаций. Расширен диапазон измерений прибора, он позволяет производить измерения на изделиях, металл которых имеет величину коэрцитивной силы до 40 а/см. Прибор обеспечивает сбор и хранение до 10000 измерений, имеется возможность работы с персональным компьютером, что позволяет строить 30 графические зависимости, наглядно демонстрирующие структурное состояние объекта контроля (рис. 2). Даннью получены путем последовательной перестановки преобразователя прибора по поверхности объекта контроля. Измерения производились в продольном и поперечном направлениях. Как видно, магнитная анизотропия (разность измерений коэрцитивной силы в продольном и поперечном направлениях) может предоставлять [c.62]

С повышением температуры наблюдаются магнитные фазовые переходы из упорядоченного магнитного состояния наноструктуры, которому соответствует магнитная СТС, в парамагнитное (суперпарамагнитное) состояние. При 77 К спектры состоят из двух систем магнитной СТС, соответствующих а-РезОз (магнитная индукция на ядре В, = 52 Тл, квадрупольное расщепление АЕд = -0,29 мм/с) и 7-Ре20з ( п = 47,2 Тл, АЕд = О мм/с), а также некоторого вклада размытой СТС в виде монолинии (около 10 %). С повышением температуры вплоть до Т = 120 К в спектрах появляется квадрупольный дублет с АЕд = 0,78 мм/с и изомерным сдвигом относительно металлического железа д = 0,42 мм/с, однако общий характер спектров не меняется. Начиная с Г = 120 К происходит трансформация спектров, которые теперь могут быть представлены всего одной системой магнитной СТС (Б,п = 51,3 Тл, АЕд = О мм/с). Природу этой трансформации мы обсудим в других пунктах, здесь же сосредоточимся на характеристиках магнитного фазового перехода первого рода. Мессбауэровские спектры в диапазоне Т = 120 -г 300 К характеризуются обратимыми превращениями магнитной СТС в парамагнитный дублет без заметного смещения или уширения линий, характерных для магнитных фазовых переходов второго рода или суперпарамагнетизма, что свидетельствует о наличии магнитных фазовых переходов второго рода, когда намагниченность материала исчезает скачком. Эти переходы происходят при перераспределении критических температур Тсо = 120 4- 300 К, пониженных по сравнению с Го для массивных образцов а- и 7-Рс20з (856 и 965 К соответственно). Отсутствие суперпарамагнетизма для таких больших кластеров становится очевидным из оценки с помощью формулы (16.4). Если принять константу магнитной анизотропии К к 10 Дж/м и Го = 10 -г 10 с, то время релаксации магнитного момента т будет на несколько порядков величины превышать время измерения (период ларморовой прецессии ядра Ре 10 с). Таким образом, суперпарамагнетизм для подобных наноструктур не оказывает воздействия на их магнитные свойства и не может привести к понижению Гсо. В наноструктуре а- и 7-РегОз намагниченность и магнитное упорядочение исчезают за счет магнитного фазового перехода первого рода, т.е. скачком от величины В-, и 50 Тл до В-, =0. Необходимо отметить. [c.567]

Еще один метод, непосредственно дающий разность восприимчивостей кристалла в направлениях различных осей вместо измерения абсолютных значений в каждом отдельном направлении, ойисан Кришнаном, Гуха и Банерджи [52]. Этот метод дает только разность восприимчивостей в различных направлениях, но зато с больщей точностью, чем другие, и основан на следующем принципе. Как указывалось выше, при подвешивании диамагнитного кристалла в магнитном поле на кварцевой нити имеют место два явления—ориентация и смещение в направлении уменьшения напряженности поля. Пара сил, вызывающая ориентацию кристалла, обусловлена асимметрией формы кристалла и неоднородностью поля, а также магнитной анизотропией кристалла. Пара, обусловленная формой кристалла, может быть элиминирована приготовлением образца сферической формы. Таким образом, остается только пара, обусловленная анизотропией. Однако можно показать, что пара, обусловленная несферической формой, в однородном поле настолько мала, что ею можно пренебречь. Поэтому кристалл подвешивается в однородном поле, и пара сил, обусловленная анизотропией элементарной ячейки, определяется из периода колебаний подвешенного кристалла. Предположим, что кристалл подвешен в однородном поле с напряженностью Н и что X и х —соответственно максимальное и минимальное значения молярной восприимчивости в плоскости колебаний. Ось стремится расположиться в направлении поля. Пусть торзионная головка вращается так, что закручивание в поле равно нулю. Если теперь допустить колебания кристалла вокруг этого положения и если Т и Т —периоды колебания соответственно в присутствии и в отсутствие поля, то [c.617]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология