ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
|
|
|
ны |
на рис. І-б. Исследова |
||||||
|
|
|
лась |
катушка |
диаметром |
|||||
|
|
|
140 мм, высотой 6 мм, с ин |
|||||||
|
|
|
дуктивностью 80 мгн, |
распо |
||||||
|
|
|
ложенная |
над |
листом |
тол |
||||
|
|
|
щиной 4 мм. Если край де |
|||||||
|
|
|
тали |
пересекает |
катушку |
|||||
|
|
|
точно по середине, то ее ин |
|||||||
|
|
|
дуктивность |
равна |
62 |
мгн. |
||||
|
|
|
На |
массивной |
детали |
это |
||||
|
|
|
значение |
уменьшается |
до |
|||||
|
|
/00 |
59 мгн. |
|
изменений |
кри |
||||
|
|
|
Влияние |
|||||||
Рис. 1-6. Влияние края не |
визны поверхности |
|
изуча |
|||||||
магнитного |
металлического ли |
лось |
автором |
совместно с |
||||||
ста на коэффициент |
рассеяния |
А. И. Никитиным и H. Н. Ва- |
||||||||
|
катушки. |
|
||||||||
X — экспериментальные |
данные: |
сютинским |
|
путем |
анализа |
|||||
• — • |
• расчетные |
данные. |
ур а вн ей пй, |
|
|
описы в а ющих |
||||
|
|
|
взаимодействие витка, |
|
пло |
|||||
ской спиральной |
и тонкостенной |
цилиндрической |
кату |
|||||||
шек с выгнутым шаровым сегментом и шаром *. Коэффи циент рассеяния для витка, взаимодействующего с вог
нутым и выпуклым шаровым |
|
сегментом, описывается |
||||
формулой: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
Y |
|
*>я — |
|
X |
|
|
_8г |
Го |
|
|
|||
I с - |
|
|
|
|
||
~~d — |
1,75 |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
Л |
|
|
|
|
|
|
' п |
|
|
|
|
|
|
y\r/rty + |
(hirB+ |
\у |
2п+2 |
(1-34) |
|
„=і ( 2 л + 1 ) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
где /*0 — радиус проводящего шара или радиус кривизны вогнутой поверхности; Рп — присоединенные функции Лежандра.
1 Более подробно результаты исследовании изменении коэффи
циента |
рассеяния при взаимодействии |
витка, |
плоской спиральной |
|
катушки |
и тонкостенной цилиндрической катушки, расположенных |
|||
над сферой, доложены на Первой Всесоюзной |
межвузовской конфе |
|||
ренции |
по электромагнитным |
методам |
контроля качества материа- |
|
•лов и изделий (МЭИ, октябрь |
1972 г.). |
|
|
|
28
0,3 1 1
0
0,2
0,2
.'°> S
0,1
8
\ A o
1 / 9 \ s- t. 4
v=P П
0,3 A au >L»a, |
|
|
|||
|
\ |
|
L o |
|
|
|
\\ i |
|
|
||
|
\\ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
\ |
|
|
|
|
1 |
l |
|
|
|
0,2 |
I |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
\ V = 0 |
|
||
|
1 |
|
|
||
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
l |
|
\\ |
||
|
\\ |
||||
|
|
1I |
|||
|
|
|
1 |
\ |
\ |
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
\ |
|
|
fo.è> 0.8-S
/Ѣ<1
V
|
0,4 |
0,8 |
/,2 |
/,6 |
2,0 |
|
0.4 |
0,8 |
/,2 |
/,S |
2,0 |
|||
|
|
|
a) |
|
|
|
|
|
|
à) |
|
|
|
|
Pue. 1-7. Семейства кривых максимальных |
индуктивных |
|||||||||||||
сопротивлении-миманс при изменении зазора |
r\ = h/r0 |
для |
||||||||||||
разных |
|
отношений |
радиуса шара |
к |
радиусу |
витка |
-л= |
|||||||
=г/г0 |
(а) |
и при изменении радиуса |
витка |
для |
разных |
зазо |
||||||||
ров |
т) |
(б). Пунктирная |
кривая |
соединяет |
максимальные |
|||||||||
|
|
|
|
значения каждой кривой. |
|
|
|
|
||||||
На рис. 1-7,а и 6 показаны семейства кривых макси |
||||||||||||||
мальных |
вносимых |
индуктивных |
сопротивлений |
а<і м а к с |
||||||||||
при изменении |
зазора, |
отнесенного |
к |
радиусу |
шара іі = |
|||||||||
= h/rQ и изменении отношения х = |
г/га. |
|
|
и |
контроль |
|||||||||
Измерение |
электрической |
проводимости |
||||||||||||
структуры |
|
деталей, |
толщина |
которых меньше |
глубины |
|||||||||
29
проникновения поля, сильно осложняется влиянием их"
толщины, что подробно |
исследовано в [Л. 24, 27]. Удовле |
творительных приемов |
по уменьшению этого влияния |
пока не найдено. Как |
правило, оценка структуры в та |
ких случаях осуществляется относительным способом, но показаниям иірнбора на деталях одноіі и топ же кривиз ны и толщины. Невыполнение этого условия делает зада чу однозначной оценки состояния материала весьма сложной. Дополнительные возможности здесь открывает многопараметровый (многочастотиын) метод, хотя ре альное его выполнение еще потребует серьезных усилии.
Сказанное относится и к |
оценке структуры |
гальваниче |
ских и полупроводниковых |
слоев. Некоторые |
результаты |
по их контролю описаны Ю. К. Григулпсом в [Л. 18]. |
||
Г л а в а |
в т о р а я |
|
Э Л Е К Т Р И Ч Е С К А Я П Р О В О Д И М О С Т Ь |
||
М Е Т А Л Л О В И С П Л А В О В |
|
|
2-1. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕТАЛЛОВ
Металлы имеют сравнительно ' простое кристалличе ское строение. Одинаковая электрическая проводимость в разных направлениях указывает на симметричное по ложение кристаллов.
Валентные электроны образуют размытое облако электрического заряда вокруг ионов и могут легко пере мещаться в идеальной решетке металлического кристал ла. Отсутствие взаимодействия с идеальной решеткой ионов подтверждается тем фактом, что электрическая проводимость чистого металла неограниченно возрастает при температуре, приближающейся к абсолютному нулю. Решетка состоит из воображаемых линий, соединяющих
ионы. Расстояние |
|
между |
их центрами |
измеряется |
анг- |
||
стремами |
о |
|
см). |
Гипотеза о |
закономерном |
рас |
|
( А = 1 0 |
- 7 |
||||||
пределении |
ионов |
была |
выдвинута |
Е. |
С. Федоровым |
||
в 1860 г. и подтверждена с помощью рентгеновских лу чей М. Лауе в 1912 г.
В |
реальных кристаллах из-за нарушений кристаллической ре |
шетки |
средняя скорость пробега электронов снижается. В жидкости |
атомы и молекулы сохраняют лишь так называемый ближний по рядок, т. е. небольшое число частиц, а не все атомы всего крнстал-
30
ла, как в твердом теле, закономерно расположены в пространстве. Ближний порядок неустойчив: он то возникает, то пропадает под действием тепловых колебаний. В кристалле каждый атом имеет одно и то же количество ближайших атомов, расположенных на одинаковом расстоянии. Имеется 14 возможных вариантов распо ложения их в пространстве.
Простейшим типом кристаллической решетки является кубиче ская решетка. Встречаются также решетки в виде объемно-центри рованного куба, граиецеитрпрованного куба, гексагональная плотно-
упакованная решетка и другие. Кристаллические решетки |
для |
боль |
|||
шинства элементов приведены на |
рис. 2-1 по |
данным |
[Л. 34]. |
||
Металлические элементы находятся |
левее |
черной |
жирной |
линии. |
|
Теория идеальных кристаллов позволяет объяснить многие |
струк |
||||
турно-нечувствительные объемные свойства |
кристаллической |
решет |
|||
ки: плотность, диэлектрическую проницаемость, удельную теплоем кость, упругие свойства. Большинство кристаллов металлов (кроме марганца и ртути) имеют «кубическую объемно-центрированную. и гексагональную плотноупакованную решетки. Важным параметром
решетки |
является длина |
ребра куба. Так, у |
хрома |
она равна |
О |
а у алюминия |
О |
методы |
позволяют |
2,878 А, |
4,041 А. Современные |
измерять параметры решетки с точностью до четвертого пли даже пятого знака. Многие свойства металлов связаны с координацион ным числом. В простой кубической решетке координационное число
равно 6. В кубической гранецентрпрованной |
решетке атомы распо |
|||
лагаются по вершинам элементарной ячейки |
и в центрах |
ее |
граней. |
|
Каждый атом в этой решетке окружен 12 |
ближайшими |
соседями. |
||
Координационное число в этой решетке равно 12. Почти |
все метал |
|||
л ы — цинк, кадмий, ртуть |
п далее левее в |
периодической |
таблице, |
|
имеют простые решетки с |
координационными числами 8 |
и |
12. Для |
|
неметаллов, наоборот, характерно малое значение координационного числа.
Кристаллические тела не идеальны: в них всегда в огромном количестве существуют нарушения структуры, называемые несовер шенствами (или дефектами). В силу ряда причин отдельные кри сталлы в реальном металле не имеют возможности принять пра вильную форму. Кристаллы неправильной формы называются зер нами или кристаллитами. Их размер от 0,1 до 10 мкм. Напомним,
что разрешающая |
способность |
микроскопа |
равна |
длине волны све- |
|||
о |
|
|
|
|
|
|
|
та — 600 А, или 0,6 л и , |
т. е. увидеть |
кристаллиты, размер |
которых |
||||
меньше 0,4—0,6 мкм,' нельзя. Фактическая |
неправильность |
строения |
|||||
кристаллического |
тела |
вызывается |
отсутствием |
атомов |
(ионов) |
||
в отдельных узлах |
решетки (вакансии), наличием |
атомов ие в узлах, |
|||||
а в междоузлиях, дефектами на поверхности зерен. |
|
||||||
Отклонения от идеальной |
структуры, |
вызванные тепловьшн ко |
|||||
лебаниями, приводят к образованию точечных кристаллических де фектов (вакансий и включений). Эти дефекты имеются во всех кристаллах, как бы тщательно они ни выращивались. Под действи
ем тепловых |
флуктуации |
вакансии |
постоянно |
зарождаются и |
||
исчезают. |
|
|
|
|
|
|
Наличие вакансии объясняется тем, что вследствие |
каких-то |
|||||
причин внутренний |
атом срывается со |
своего узлового |
положения. |
|||
В двумерной |
модели атома |
при отсутствии релаксаций энергия обра |
||||
зования вакансий |
примерно |
равна 1 эв. |
Вероятность |
существования |
||
вакансий или определенного |
количества |
вакантных мест в |
кристалле, |
|||
31