Способ измерения неравновесных значений парамагнитной восприимчивости

Способ измерения неравновесных значений парамагнитной восприимчивости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

457387

ОП ИСАН ЙЙ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Сена Саватских

Сациааистичаских

Рвсаублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.73 (21) 1912854/26-25 с присоединением заявки №-(23) Пр иоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень ¹ 23 (45) Дата опубликования, описания 20.10.77 (51) М.Кл. G 01 N 27/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам нзобратаннй н открытий (53) УДК 537.635 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Муромцев, С. H. Сафронов и О. В. Гасюк (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНЪ|Х

ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ

Изобретение относится к области радиоспектроскопии.

Известны импульсные способы исследования, применяемые для получения информации ю структуре парамагнитных центров (ПЦ) и их пространственном распределении, об атомарных, фрагментарных и молекулярных скоростях движения в твердых и гетерогенн ы х о бъект ах.

Известен способ импульсного насыщения, в котором на образец, помещенный в силыное поляризу ощее магнитное поле, подают периодическую последовательность насыщающих импульсов микроволнового магнитного поля, которые приводят к отклонению магнитной восприимчивости парамагнитного образца от ее равчовесного .значения. После окончания действия насыщающего импульса с помощью слабого контрольного микроволнового магнитного поля регистрируют зависимость от. клонения неравновесных значений магнитной восприимчивости от времени, Таким способом наблюдают кривые спада сигнала импульсного восстановления (СИВ).

Недостатками этого способа являются невозможность индентифицировать релаксациюнные процессы, измерять глубины и скорости передачи энергии вдоль неоднородно уширенной линии. Во многих случаях не представляется возможным установить, обусловлена ли кривая спада СИВ процессами спин-решетчатой релаксации, процессами диффузии или,их суперпозицией. Это происходит из-за того, что измерение зависимости магнитной восприимчивости от времени осуществляется в одном месте — месте действия насыщающего импульса.

Для увеличения числа измеряемых релакcBIIHoHIHbIx параметров и .Нх идентификации

10 по предлагаемому способу синхронно с насыщающими импульсами микроволнового поля осуществляют скачок поляризующего магнитного поля.

После окончания действия насыщающего

15 импульса при помощи слабого контрольного поля регистрируют величину отклонения мнимой части магнитной восприимчивости от >равновесного значения 6x" (Л, т). Величина

6x" (Л, т) является функцией двух парамет20 ров: момента времени после окончания действия насыщающего импульса т и амплитуды скачка магнитного поляризую цего поля Л и определяется соотношением:

25 а. (5> .) = ах (, H„") > р(о о ) — Л (У7 о — Н,,", ), (1) где х",(Но — Но"") — равновесное значение мнимой части магнитной восприимчивости;

З0 х"(Hp — Но"",т) — неравновесное значение

457387

Н,=2H, (t) cosco,t

H 0

H. .= — 11о + 5(t) (2) г де Н,,О --. t и,(/) =—

lH.-„«(7;

50 < t <-.„ () -= 0-., (t = Ò„

25 магнитной восприимчивости в момент времени т, отсчитываемый после окончания действия насыщающего импульса;

Но" — значение магнитного поля, при котором регистрируют величину отклонения магнитной восприимчивости от равновесного значения;

H0 — значение магнитного поля, при котором насыщают неоднородно уширенную лин.ию.

Внешние .магнитные поля на парамагнигном образце в течение периода определяются соотношениями:

Возможна регистрация, зависимости отклонения магнитной восприимчивости бх"(Л, т) от времени т при флксированном значении

Л, т. е. зазисимост.и:

V, (т) = 6x" (Л, т), Л = const (3) Эта зависимость в частном случае (при

Л = О) совпадает с обычными кривыми спадя сигналов импульсного восстановления.

На фиг. 1 показаны экспериментальные сигналы импульсного восстановления, полученные по обычной методике, т. е. прл Л=О (кривые 1 а и 2 а), а также для случая, ког- 40 да одновременно с насыщающим,импульсом осуществлялся скачок поляризующего магнитного поля на величину Л = 2 э (кривые

1 в и 2 в). Кривые 1 .и 2 получены при 293 и 77 К соответственно. Исследовались фено- 45 ксильные радикалы в пространственно сшитых пол

Ь О отличается от -формы обычных кривых.

Анализ наблюдаемых различий позволяег судить о характере релаксационных процессов, например, обусловлена ли кривая спада процессами спин-,решеточной релаксации, есть ли в,исследуемых образцах перегрев резонансных фенонов, каков вклад в кривые процессов спектральной диффузии. Кривые (3) при Л Ф О позволяют получать новую информацию, которой в принципе нет в кривых при

Л = О. Эта дополнительная .информация позволяет идентифицировать релаксационные процессы.

Возможно также регистрировать отклонения магнитной восприимчивости от равновесного значения ох" (Л,т) в различных местах вдоль, неоднородно уширенной линии в фиксированный момент времени после окончания действия насыщающего импульса, т, е. изучать зависимость

V,(Л) =- ох" (Л, т) - = const (4) На фиг. 2 показаны экспериментальные кpивblе (1, 2, 8, 4 и 5), представляющие зависимость (4) для времен т, равных соответственно 50, 200, 400, 600, 1000 мксек. Кривые получерны при 77 К для образца ионита КУ-1, содержащего 10 9 спин смз феноксильных радикалов. Кривые типа представленных на фиг. 2 дают необходимую .информацию о процессе спектральной диффузии вдоль неоднородно уширенной линии ЭПР,и позволяют непосредственно определить время спектральной диффузии.

Формула изобретения

Способ измерения неравновесных значений парамагнитной восприимчивости в неодно родно уширенных линиях электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), заключающийся в периодическом импульсном насыщении микроволновой мощностью парамагнитных центров образца и регистрации, изменения парамагнитной восприимчивости в промежутках между импульсами с помощью контрольного микроволнового поля той же частоты, что и насыщающее, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью, идентификации измеряемых релаксационных параметров, синхронно с насыща1ощими импульсами микроволнового поля осуществляют импульсное изменение поляризующего магнитного поля.

457387

Фиг 1

& )л, /.. eu.

Фvz. 2

Составитель П. Домнин

Тсхред Н. Сметанина

Корректор В. Гутман

Редактор И. Шубина

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Заказ 532/1420 Изд. № 89 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5