1.4 – jadval
TGM (Fe, Co, Ni) ionlarining asosiy magnit xarakteristikalari [1].
Ion
|
3d elektronlar soni
|
N
|
eff, B, nazariy
|
eff, Btajr.
|
Spin orbital yoyilish parametri,
(Е3d) sm-1
|
|
|
Sc3+
|
0
|
0
|
0
|
0
|
diam.
|
-
|
Ti3+
|
1
|
1
|
1.73
|
1.55
|
1.8
|
154
|
Y3+
|
2
|
2
|
2.83
|
1.63
|
2.8
|
105
|
Cr3+
|
3
|
3
|
3.87
|
0.77
|
3.8
|
91
|
Mn3+
|
4
|
4
|
4.9
|
0
|
4.9
|
88
|
Mn2+
|
5
|
5
|
5.92
|
5.92
|
5.9
|
0
|
Fe3+
|
5
|
5
|
5.92
|
5.92
|
5.9
|
0
|
Fe2+
|
6
|
4
|
4.9
|
6.7
|
5.4
|
-103
|
Co2+
|
7
|
3
|
3.87
|
6.63
|
4.8
|
-178
|
Ni2+
|
8
|
2
|
2.83
|
5.59
|
3.2
|
-325
|
Cu2+
|
9
|
1
|
1.73
|
3.55
|
1.9
|
-829
|
Cu1+
|
10
|
0
|
0
|
0
|
diam.
|
-
|
1.4. Toza temirning va temir guruhi metallari asosidagi mineriallarning magnit xossalari
Toza temir magnit qabul qiluvchanligining temperaturaga bog’lanishi [χ(T)], uning paramagnet holatida, yetarli darajada o’rganilgan[7-13]. Uning χ-1(T) bog’lanishi 1.2-rasmda keltirilgan. Bu rasmdagi bog’lanishning murakkab tabiatga
1.2-rasm. Toza temirning χ-1(T)-bog’lanishi.
(1-[13] ishning, 2-5-[11,7,8,12] ishlarning natijalari)
ega ekanligi ko’rinib turibdi: temir temperaturasining oshishi bilan, mos ravishda, 910ºC va 1395ºC temperaturalarda yuz beradigan α (HMK)→δ (YoMK), δ (YoMK)→ γ (HMK) polimof fazaviy o’tishlarda va 1539ºC temperaturada yuz beradigan erish jarayonida χ-1(T)-bog’lanish sakrab o’zgaradi. 910ºC temperaturadagi fazaviy o’tishda χ-1 sakrab oshadi, 1395ºC temperaturadagi erish jarayonida esa sakrab kamayadi. χ-1(T)-bog’lanish fazaviy o’tish temperaturalari orasida chiziqli tabiatga ega. Bu tajribaviy dalil temirning χ(T)-bog’lanishi (1.12) ko’rinishdagi Kyuri-Veyss qonuniga bo’sinishidan dalolat beradi. Temirning
χ-1(T)-bog’lanishidan foydalanib topilgan asosiy magnit xarakteristikalari haqidagi malumot 1.5-jadvalda keltirilgan.
1.5-jadval
Toza temirning asosiy magnit xarakteristikalari
Temirning fazalari
|
Qattiq holat
|
Suyuq holat
|
,
K
|
С*102,
sm3,K, g -1
|
µeff,
µB
|
,
K
|
С*102,
sm3,K,g-1
|
µeff,
µB
|
-Fe (ОЦК)
|
1053
|
2,81
|
3,54
|
1550-1620 0С
|
-Fe (ГЦК)
|
1100
|
2,5
|
3,34
|
420
|
5,6
|
5,0
|
-Fe (ОЦК)
|
-2027
|
9,3
|
6,47
|
1650-17500С
|
-240
|
9,0
|
6,0
|
Tarkibida  ionlari bo’lgan minerallar, aniqroq aytganda shpinellar guruhiga kiradigan minerallarning magnit xossalari ularning paramagnit holatiga to’g’ri keladigan yuqori temperaturalarda bugungi kunda kam o’rganilgan. Paramagnit xossalarini quyidagi tabiiy minerallar namoyon qiladi[14,15]: olivin, peroksinlar, granatlar biotitlar, kordisrit va boshqalar.
Tog’ jinslari minerallarining magnit qabul qiluvchanligi minerallarning turi, miqdori va ferromagnit zarralar o’lchamidan bog’liq holda kuchsiz maydonda murakkab bog’lanishga ega. Odatda, asosiy tog’ jinslari ya’ni tarkibida temir konsentratsiyasi ko’p bo’lgan ko’pchilik minerallar katta magnit qabul qiluvchanlikka ega bo’ladi. Tog’ jinslari minerallarining Kyuri nuqtasi ushbu minerallarning asosiy magnit xarakteristikasi hisoblanadi va shu minerallarda magnit xossani namoyon qilayotgan ferromagnit elementlarining Kyuri nuqtasi bilan mos keladi. To’g jinslari minerallari Kyuri nuqtasining muhimligi shundan iboratki, ferromagnit minerallar tarkibidagi magnit ionlarning ma’lum bir darajada aniq bir tarkibini baholashga imkon beradi.
Tarkibiga temir guruhi metallarining kationlari kiradigan oksidli minerallarning paramagnit holatining magnit xarakteristikalari[17,18] ishlarda o’rganilgan. Xususan, [17] ishda titanomagnetitning (TiFe2O4) magnit qabul qiluvchanligini temperaturaga bog’lanishi[χ(T)] 650-1000°C temperaturalar oralig’ida o’lchangan. χ-1(T) tajribaviy bog’lanishni tahlil qilib bu bog’lanishning Kyuri-Veyss qonuniga bo’ysinishi aniqlangan. Ushbu mineralning χ-1(T) bog’lanishida 780°C temperaturada keskin oshish kuzatilgan. Bu anomal o’zgarishni mineralning temir kristall panjarasida strukturaviy fazaviy o’tish bilan bog’lab tushuntirilgan. χ-1(T) tajribaviy bog’lanishdan foydalanib titanomagnetitning asosiy magnit xarakteristikalari – paramagnit Kyuri temperaturasi (θP), Kyuri-Veyss doimiysi (C) va formula birligiga to’g’ri keladigan magnit moment aniqlangan.
[18] ishda tarkibiga temir guruhi metallari kiradigan minerallar – magnezioferrit (MgFe2O4), ferrimolibdenit (Fe2[MoO4]3), rodonit (MnSiO3) va gematitning (Fe2O3) χ(T) – bog’lanishlari 20-1000°C temperaturalar oralig’ida o’lchangan. χ-1(T) bog’lanishlarni tahlil qilib bu bog’lanishlar quyidagi ikkita temperatura oraliqlarida chiziqli tabiatga ega ekanligi aniqlangan: 20-540°C va 550-900°C, 20-510°C va 520-900°C, 600-730°C va 740-1000°C, 650-690°C va 720-1000°C, mos ravishda MgFe2O4, Fe2[MoO4]3, MnSiO3 va Fe2O3 minerallar uchun. χ-1(T) bog’lanishnig tikligi (dχ-1/dt) mos ravishda yuqorida sanalgan minerallar uchun 540, 510, 690 va 740°C temperaturalarda oshishi kuzatilgan. χ-1(T) bog’lanishdagi bunday anomal o’zgarishni shu temperaturalarda minerallarning kristall panjarasida yuz beradigan strukturaviy fazaviy o’tishlar bilan bog’lab tushuntirilgan. χ-1(T) tajribaviy bog’lanishlar Kyuri-Veyss qonuniga bo’sinadi deb, bu bog’lanishlardan foydalanib minerallarning asosiy magnit xarakteristikalari – paramagnit Kyuri temperaturasi (θP), Kyuri-Veyss doimiysi (C) va formula birligiga to’g’ri keladigan magnit moment aniqlangan.
1.5. Tadqiqot muammosining qo’yilishi
Yuqorida keltirilgan adabiyotlar sharhidan shu narsa kelib chiqadiki, tog’ jinslari minerallari-magnetit va xromiyning tarkibiga magnitfaol element-temir kiradi. Bugungi kungacha toza TGMning magnit xossalari uning qattiq holati, erish jarayoni va suyuq holatini qamraydigan yuqori temperaturalarda yetarli darajada o’rganilgan. Ammo ularning boshqa nomagnit metallar bilan hosil qilgan murakkab birikmalarining, xususan, tog’ mineriallarining magnit xossalari yuqori temperaturalarda, ya’ni ularning paramagnit holatida kam o’rganilgan. Bu minerallaring yuqori temperaturalarda olingan magnit xossalari haqidagi tajribaviy ma’lumotlar ularning paramagnit xossalari haqidagi nazariy tasavvurlarni yuqori temperaturalarda yanada boyitish uchun zarurdir. Bundan tashqari tog’ minerallarida temperatura oshi bilan yuz beradigan fazaviy o’tishlar DTT qilinmagan. Yuqoridagi fikrlarni inobatga olgan holda ushbu bitiruv malakavbiy ishida quyidagi asosiy maqsad va vazifalarni bajarish zarur deb hisoblash mumkin.
Tadqiqotning maqsadi: Tog’ jinslari tarkibiga kiradigan mineriallar-magnetit va xromitning magnit qabul qiluvchanligining temperaturaga bog’lanishini[χ(T)] keng yuqori temperaturalarda oralig’ida (20-8500C) o’lchash, ularni DTT qilish va magnit o`lchash natijalaridan foydalanib ularning asosiy magnit xarakteristikalarini aniqlash.
Tadqiqot vazifalari: 1. Mineriallar- magnetit va xromitning magnit qabul qiluvchanligini 20-850°C temperaturalar oralig’ida (paramagnit holatda) o’lchash, [magneto termik tahlil (MTT) qilish] va o’lchash natijalarni tahlil qilish;
2. Tekshiriladigan mineriallarning tajribaviy χ-1(T) bog’lanishlaridan foydalanib ularning asosiy magnit xarakteristikalari-paramagnit Kyuri temperaturasi (), Kyuri-Veyss doimiysi (C) va ximiyaviy formula birligiga to’g’ri keluvchi magnit momenti ( ) ni aniqlash;
3. O’rganiladigan mineriallarni DTT qilish va shu DTTning egri chizig’idan foydalanib, ularda yuz beradigan fazaviy o’tishlarning temperaturalarini aniqlash, hamda DTT va MTT o’rtasidagi bog’lanishni aniqlash;
4. Olingan natijalarini chuqur tahlil qilib tegishli xulosalar chiqarish.
I-bobga doir xulosalar
Bitiruv malakaviy ishida tadqiq qilinadigan obektlarga aloqador bo’lgan, ularning quyidagi xossalarini ilmiy adabiyotlarda o’rganilganlik darajasiga sharh berildi:
1. Temir guruhi metallarining elektron tuzilishi;
2. Tog’ mineriallari-magnetit va xromitning kristall va magnit strukturasi;
3. Paramagnetizmning Van-Flek nazariyasi;
4. Toza temirning va temir guruhi metallari asosidagi mineriallarning magnit xossalari.
II BOB. TADQIQOT USILI VA QURILMASI
2.1. Magnit qabul qiluvchanlikni o’lchash usullari
Ko’rilayotgan masalaning xarakteriga qarab magnit qabul qiluvchanlikni o’lchashning bir necha xil usullari qo’llaniladi. Moddalarning magnit xarakteristikalarini tekshirishda, ularga magnit maydonning ta’siriga bog’liq ravishda, bir necha xil tekshirish usullari mavjud [5,19]. Kuchsiz magnit xossaga ega bo’lgan moddalarning paramagnit qabul qiluvchanligini tekshirish usullari ikki guruhga bo’linadi.
Birinchi guruhga o’zaro yoki o’zinduksiya koeffisentining o’zgarishini aniqlaydigan usullar kiradi.Bu usullar o’zining eksperimental jihatidan qiyinligi sababli keng qo’llanilmaydi.
Ikkkinchi guruhga kirgan usullar birjinsli bo’lmagan magnit maydoniga kiritilgan namunaga ta’sir qiluvchi mexanik kuchni o’lchashga asoslangan. Umumiy fizika kursidan ma’lumki [20], magnit maydoni bir jinslimasligi faqat o’qi bo’ylab yo’nalgan bo’lsa, unga kiritilgan na’munaga shu yo’nalish bo’yicha quyidagi kuch ta’sir qiladi:
 , (2.1).
Bu yerda V – namuna hajmi,  - y o’qi bo’yicha namunaning magnitlanish vektori;  - magnit maydon kuchlanganligi gradiyentining x yo’nalishidagi tashkil etuvchisi. (2,1) dagi - kuch elektromagnit o’qiga perpendikulyar deb hisoblanadi.
Ma’lumki, - magnitlanishning maydon kuchlanganligiga nisbati hajmiy magnit qabul qiluvchanlik deyiladi:
 .
Ko’pincha magnetiklarni xarakterlash uchun hajmiy magnit qabul qiluvchanlik o’rniga solishtirma magnit qabul qiluvchanlikishlatiladi:
 , (2.2).
bunda - modda zichligi. o’qi bo’yicha ta’sir qiluvchi kuch (2.1) ni solishtirma magnit qabul qiluvchanlik orqali quyidagicha ifodalaymiz:
 . (2.3).
Bu ifoda ikkinchi guruh usullari yordamida magnit qabul qiluvchanlikni aniqlashda asosiy formula hisoblanadi. Bu guruhda keng tarqalgan usullar ikkita:
1. Guining integral usuli,
2. Faradeyning differensial usuli.
Gui usulini qo’llashda katta o’lchamli namunalar ishlatiladi. Bu holda silindr shaklidagi namuna elektromagnit qutblari orasiga shunday joylashtiriladiki, bunda uning bir uchi eng kichik kuchlanishli maydonda (H1=0), ikkinchi uchi esa maksimal kuchlanishli maydonda (H20) turadi. Bu holda namunaga tas’ir qiluvchi kuch quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
bunda S – silindrning ko’ndalang kesim yuzi.
Demak, Gui usulida agar H2 ning qiymati ma’lum bo’lsa, ni topish, Fx ni topish bilan hal bo’ladi. Biroq Gui usuli quyidagi kamchiliklarga ega:
1. Bu usulda katta o’lchamli namunalardan foydalaniladi. Bu iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq emas. Masalan, qimmatbaho va radioaktiv metallarning ko’p miqdoridan na’muna tayyorlashga to’g’ri keladi.
2. Konteynerga (tigelga) tekshirilayotgan na’muna va etalon bir jinsli joylashtirilishi zarur.
Faradey usuli esa bu kamchiliklardan xoli. Bu usulda kichik o’lchamdagi namunalardan foydalanish mumkin va ( 2.3 ) dagi  munosabatni o’zgarmas deb hisoblash mumkin. ( 2.3 ) bilan magnit qabul qiluvchanlikni hisoblash uchun maydon gradienti qiymatini bilish kerak. Buni to’g’ridan – to’g’ri aniqlash mumkin emas. Shuning uchun Faradey usulidan odatda nisbiy usul sifatida foydalaniladi. Tajriba vaqtida magnit maydonining aynan bir sohasiga  bo’lgan] na’muna va magnit qabul qiluvchanligi oldindan ma’lum bo’lgan modda-etalon navbatma – navbat joylashtiriladi. Bu shartlarni hisobga olgan holda ( 2.3 ) dan quyidagi ifodani hosil qilamiz ( ):
 . ( 2.4 ).
Bundagi  va mos ravishda na’muna va etalonga tegishli kattaliklar. Tajriba shart –sharoitlari qulay bajarilgan holda bu usul yuqori aniqlik bilan solishtirma magnit qabul qiluvchanlikni () o’lchashga imkon beradi. Bundan shunday xulosa kelib chiqadiki, yuqori temperaturalarda solishtirma magnit qabul qiluvchanlikni o’lchash uchun Faradey usuli qulaydir.Ushbu ishda shu sababli shu usuldan foydalanildi.
|
