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如何利用VSM‘讀’懂磁性?
來源: 時(shí)間:2024-06-07 10:35:25 瀏覽:4230次

如何利用VSM‘讀’懂磁性?

 

振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(Vibrating Sample Magnetometer,簡(jiǎn)稱VSM)是一種精密的磁性測(cè)量?jī)x器,廣泛應(yīng)用于固體物理、材料科學(xué)、地學(xué)等領(lǐng)域的研究中;VSM能夠測(cè)量樣品的磁化強(qiáng)度、磁化率、磁滯回環(huán)等磁性參數(shù),為研究樣品的磁性提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

一、工作原理

VSM的工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律,即當(dāng)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)VSM中,樣品在振動(dòng)過程中,其磁化強(qiáng)度會(huì)周期性地變化,從而在樣品中產(chǎn)生感應(yīng)電流;通過測(cè)量這個(gè)感應(yīng)電流,就可以得到樣品的磁化強(qiáng)度,進(jìn)而了解樣品的磁性。

二、測(cè)量過程

1. 樣品準(zhǔn)備

在進(jìn)行VSM測(cè)量之前,首先需要將樣品準(zhǔn)備成適合測(cè)量的形狀和尺寸;通常,樣品需要制作成薄片狀或顆粒狀,以便于在振動(dòng)過程中產(chǎn)生明顯的磁化強(qiáng)度變化。

2. 樣品安裝

將準(zhǔn)備好的樣品安裝到VSM的樣品臺(tái)上;樣品臺(tái)的設(shè)計(jì)使得樣品能夠在磁場(chǎng)中進(jìn)行振動(dòng),并且方便測(cè)量振動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。

3. 磁場(chǎng)配置

在樣品振動(dòng)的同時(shí),通過樣品室的磁場(chǎng)系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行磁化;通常,磁場(chǎng)系統(tǒng)由一對(duì)電磁鐵組成,可以通過調(diào)節(jié)電流來改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。

4. 振動(dòng)系統(tǒng)

振動(dòng)系統(tǒng)是VSM的關(guān)鍵部分,它使得樣品在磁場(chǎng)中進(jìn)行振動(dòng)振動(dòng)可以通過電磁驅(qū)動(dòng)器或者機(jī)械振動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn),振動(dòng)的頻率和振幅可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

5. 檢測(cè)系統(tǒng)

檢測(cè)系統(tǒng)用于測(cè)量振動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流通常,檢測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)靈敏的電流檢測(cè)放大器和一個(gè)示波器組成通過示波器可以實(shí)時(shí)觀察到感應(yīng)電流的變化。

6. 數(shù)據(jù)處理

最后,利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以計(jì)算出樣品的磁化強(qiáng)度、磁化率、磁滯回環(huán)等磁性參數(shù)。

三、應(yīng)用

VSM具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括:

1. 研究磁性材料的靜態(tài)磁性參數(shù),如磁化強(qiáng)度、磁化率、矯頑力等。

2. 研究磁性材料的動(dòng)態(tài)磁性,如磁化動(dòng)態(tài)響應(yīng)、磁化噪聲等。

3. 研究磁性材料的磁滯回環(huán),從而判斷其磁性疲勞、磁性退化等現(xiàn)象。

4. 研究磁性材料的磁化方向和磁化狀態(tài),如剩磁、退磁等。

5. 研究磁性材料在不同溫度、磁場(chǎng)、頻率等條件下的磁性變化。

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