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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：3238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)，在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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