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交流磁化率測量可進行數(shù)據(jù)處理與分析

更新時間:2025-07-16      點擊次數(shù):491
  交流磁化率測量是基于物質(zhì)在交變磁場下的磁響應(yīng)特性來獲取其磁信息的一種技術(shù)。當(dāng)對樣品施加一個交變磁場時,樣品會被磁化,產(chǎn)生感應(yīng)磁場。根據(jù)電磁感應(yīng)定律和磁學(xué)基本理論,樣品的磁化強度與交變磁場的強度、頻率以及樣品自身的磁學(xué)性質(zhì)相關(guān)。
 
  在交變磁場作用下,樣品內(nèi)部磁疇會發(fā)生轉(zhuǎn)動、壁移等運動,以順應(yīng)外磁場的變化。這種磁疇的運動會導(dǎo)致樣品產(chǎn)生額外的磁通量變化,進而在環(huán)繞樣品的檢測線圈中誘導(dǎo)出感應(yīng)電動勢。通過準(zhǔn)確測量該感應(yīng)電動勢的大小、相位等參數(shù),并結(jié)合已知的交變磁場參數(shù),運用相關(guān)的磁學(xué)公式和模型計算,就能夠確定樣品的交流磁化率。交流磁化率通常是一個復(fù)數(shù),其實部反映了樣品在交變磁場下的儲能能力,虛部則與能量損耗相對應(yīng),描述了樣品的動態(tài)磁特性。
 
  交流磁化率測量步驟:
 
  1.準(zhǔn)備工作:
 
  -檢查儀器:確保裝置各部件正常,如線圈無斷裂、絕緣良好,信號發(fā)生器、鎖相放大器等儀器能正常工作且校準(zhǔn)準(zhǔn)確。
 
  -樣品準(zhǔn)備:將待測樣品加工成合適形狀和尺寸,使其能均勻處于磁場中,并保證表面平整、清潔,無雜質(zhì)和缺陷,對于小塊樣品可使用低溫真空導(dǎo)熱脂等固定在樣品托上。
 
  -安裝樣品:把準(zhǔn)備好的樣品放置在測量裝置的特定位置,如線圈組中的拾取線圈中心或霍爾傳感器的感應(yīng)區(qū)域等,確保安裝牢固且位置準(zhǔn)確。
交流磁化率測量
 
  2.設(shè)置參數(shù):
 
  -溫度控制:根據(jù)實驗要求,設(shè)定溫控儀的溫度值,使樣品處于預(yù)定的測試溫度環(huán)境。若需研究溫度對交流磁化率的影響,可設(shè)置多個不同的溫度點進行測量。
 
  -激勵源設(shè)置:調(diào)節(jié)交流電流源或信號發(fā)生器的參數(shù),設(shè)定合適的交流電頻率和大小。一般來說,可根據(jù)樣品的特性和測量需求選擇不同的頻率范圍,如測量超導(dǎo)材料時可能選擇較低的頻率,而對于一些磁性材料的高頻特性研究則會選擇較高的頻率。
 
  -測量儀器設(shè)置:設(shè)置鎖相放大器的參數(shù),如時間常數(shù)、量程、信號模式等,以確保能準(zhǔn)確測量和放大微弱的信號。同時,要保證鎖相放大器的參考信號輸入端接收到的信號與被測信號相關(guān),便于準(zhǔn)確提取和測量交流磁化率信號。
 
  3.測量過程:
 
  -施加磁場:開啟交流電流源或信號發(fā)生器,使激勵線圈產(chǎn)生交變磁場,該磁場會作用于樣品,使樣品內(nèi)部磁矩發(fā)生變化。
 
  -采集信號:通過拾取線圈或霍爾傳感器等部件,感應(yīng)樣品磁矩變化產(chǎn)生的信號,并將該信號傳輸至前置放大器進行放大處理,再由鎖相放大器進行準(zhǔn)確測量和分析,得到與樣品交流磁化率相關(guān)的電壓、電流等信號數(shù)據(jù)。
 
  -記錄數(shù)據(jù):使用計算機或數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備,實時記錄測量過程中的各種參數(shù)和數(shù)據(jù),包括不同頻率下的信號幅值、相位等信息,以便后續(xù)分析和處理。
 
  4.交流磁化率測量具有數(shù)據(jù)處理與分析:
 
  -數(shù)據(jù)整理:對采集到的數(shù)據(jù)進行整理和篩選,去除異常數(shù)據(jù)點,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
 
  -計算磁化率:根據(jù)測量得到的信號數(shù)據(jù),結(jié)合已知的物理公式和測量裝置的參數(shù),計算出樣品在不同頻率下的交流磁化率實部和虛部等參數(shù)。
 
  -結(jié)果分析:對計算得到的交流磁化率數(shù)據(jù)進行分析,繪制交流磁化率隨頻率、溫度等變量的變化曲線,研究樣品的磁性特性、磁化動力學(xué)過程以及可能存在的相變等現(xiàn)象。
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