Volume magnetic susceptibility of gold–platinum alloys: possible materials to make mass standards for the watt balance experiment

Abstract

In 2000, the Bureau National de Métrologie (BNM, France) decided to develop a new watt balance experiment. Among numerous design studies, the choice of the transfer mass is particularly important. Because of the proximity to a source of high magnetic intensity, this mass must have a magnetic susceptibility as weak as possible. Gold-platinum alloy seems to meet this requirement, as well as additional requirements for density and hardness values, making it a possible candidate for mass standard realization. Five different gold-platinum alloys were studied, their volume magnetic susceptibility ranging from −2.8 × 10 −5 to −2.1 × 10 −5 for two of them and from +1.1 × 10 −5 to +8.8 × 10 −5 for the other three.

Measurement of remanent magnetic moment using a torsion pendulum with single frequency modulation method

“…[21,22] Besides, we believe this precision 050702-4 measuring method could also be applied in rock magnetism of geophysics [23,24] and metrology field. [25,26] Since the uniformity of magnetic filed is relatively uneven under present design and the distribution of remnant magnetic moments in TM volume has not been fully understood so far, there are still many works needed to be performed in this measurement.…”

Expérience française de balance du watt : composantes d’incertitude associées à l’étalon de masse pour la détermination de la constante de Planck

“…Il est à noter que plusieurs matériaux tels que des alliages à base d'or, de cuivre ou de platine iridié présentent une susceptibilité magnétique plus faible [7][8][9]. Par exemple celle de l'alliage Pt-10%Ir est presque 10 fois plus faible que celle de l'Alacrite XSH.…”

Moyens de caractérisation des surfaces et leurs applications en métrologie

“…-le projet « Nanoref » financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) dont l'objectif est la réalisation de surface de référence à rugosité nanométrique ayant une contamination contrôlée (mise en oeuvre et aspect vieillissement) ; -l'expérience de la « balance du watt » [1,2]. En raison de sa forte susceptibilité magnétique [3], le platine iridié ne peut être utilisé comme matériau constituant une masse de transfert. Un nouveau matériau doit être caractérisé du point de vue physique et chimique afin de satisfaire principalement aux critères de stabilité à court et/ou moyen terme.…”