超细α-Fe粒子对磁性粒子浓悬浮体系磁流变性能的增强

报道在磁性粒子浓悬浮体系中加入球磨超细α-Fe粒子对其磁流变性能的影响,主要研究其动态屈服应力的变化,沉降稳定性的改变以及超细粒子对相变结构的可能影响。超细α-Fe粒子的加入,能使磁性粒子浓悬浮体系的抗剪切能力有明显变化,悬浮稳定性增强。对其它几种超细粒子实验结果进行简要讨论。超细粒子对磁流变性能影响程度取决于加入场与磁性颗粒的重量比例、加入物质的性质以及所加入超细粒子的尺寸。     

磁性粒子浓悬浮体系沉降稳定性的光学表征

报道一种新的磁性粒子浓悬浮体系沉降稳定性的表征方法。对均匀分散的磁性粒子浓悬浮体系,采用定时光度测量法对其沉降稳定性进行表征,可以得到一定时间内粒子沉降的定量数据。此方法可用于低体积分散磁流变液沉降稳定性的表征。同时,对比分析表明,在磁性粒子浓悬浮体系中加入纳米级TiO2粒子,能使制备的磁流变液稳定性显著增强。     

ε-Fe_3N磁性液体二阶磁浮力实验研究

磁性液体的二阶磁悬浮原理是一个新颖的磁学实验,将它引入物理实验中,提升为设计性研究性实验项目,培养学生的创新思维和科学素养。使用圆片状钕铁硼永磁体作为实验材料,利用自行设计的非磁性浮子,研究了永磁体在磁性液体中的悬浮高度和二阶磁浮力。研究发现,永磁体厚度相同时,随永磁体直径增加,永磁体的悬浮高度逐渐变高,说明磁性液体对永磁体的二阶磁浮力增大,主要是由于随永磁体直径增加,其磁性增强所致,实验结果与理论研究一致。永磁体直径相同时,随永磁体厚度增加,磁性液体对永磁体的二阶磁浮力逐渐增大,导致永磁体的悬浮高度也逐渐增高。     

光电反馈式静电悬浮与静电悬浮力测定

本文提出光电反馈式静电悬浮的新方法,简要讨论静电悬浮的原理、装置及其光电反馈控制过程.采用铝片和CD光盘作为悬浮体,测定了不同静电电压和不同悬浮间距时的静电悬浮力,揭示了它们之间的相互关系.结果显示这两种悬浮体均可获得足够的静电悬浮力,证明了静电悬浮的可行性.静电悬浮方法的显着特点是既适用于导电体与非导电体的悬浮,又适用于磁性体与非磁性体的悬浮,克服了传统磁悬浮技术仅适用于磁性体的局限性,可广泛应用于精密元器件的悬浮与非接触无损操作.     

磁性液体一阶磁浮力原理实验研究

基于伯努利方程推导了磁性液体的一阶磁浮力,实验研究了不同轴线上一阶磁浮力的变化规律,便于学生理解一阶磁浮力变化的本质原因.磁性液体一阶磁浮力受磁场强度、磁场梯度,以及磁性液体的饱和磁化强度和磁化率影响.沿z轴方向随磁场强度和磁场梯度减弱,一阶磁浮力逐渐变小并趋于零,磁性液体悬浮能力变弱.MFP-1磁性液体的饱和磁化强度和磁化率大于MFP-2磁性液体,其一阶磁浮力较大;电流为3.00 A时,MFP-1磁性液体将玻璃、铝、黄铜、紫铜和铅球悬浮,并出现Rosensweig尖峰,而MFP-2磁性液体仅将玻璃、铝和黄铜球悬浮.沿r轴方向不同高度处磁场强度和磁场梯度变化规律不同,随高度增加,磁场梯度逐渐趋于零,此时一阶磁浮力主要受磁场强度影响,测试杯壁处一阶磁浮力最小,出现了非磁性测试球上升过程中向测试杯壁移动现象.     

磁悬浮转动演示仪的设计与测试

磁悬浮转动演示仪运用了数字电子技术、电磁学等的理论知识和线性霍尔传感器的基本原理,通过主、副控制电路,能够使不同质量磁性物体及同质量磁性物体在不同位置稳定悬浮;同时利用电磁驱动原理,设计驱动和制动电路,能够使磁性悬浮体以不同角速度旋转和制动.测试了悬浮体转动的角速度与滑轨上电磁铁的起始作用位置、滑轨两端电压以及电磁铁的磁场间的关系,实验结果与理论分析一致.     

磁悬浮技术与磁悬浮列车

 随着上海磁悬浮线的全线开通,“磁悬浮”技术成为当前热点话题之一,并受到媒体的重视。磁悬浮列车的原理并不深奥。简单说是运用磁铁“同性相斥、异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百千米以上。跟飞机差不多了!这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。一、“磁性悬浮”原理磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,人们称之为磁悬浮之父,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。     

磁性液体沉浮演示仪

根据磁性液体的悬浮特性,设计和制作了磁性液体沉浮演示仪,可清楚地观察到数倍于磁性液体自身密度的非磁性物体从液体底部浮起.本文具体介绍了演示仪的结构、原理及演示效果.     

工业废水中磁性颗粒的富集装置设计研究

本文利用环形螺绕环内部形成的梯度磁场,提出一种利用磁化力富集(回收)悬浮于液体中的磁性颗粒的方法。该方法有望应用于工业废水中磁性颗粒的回收、净化,减少其对生态环境造成的危害。     

磁性液体磁性能的计算机随机模拟方法研究

探讨了利用计算机随机模拟方法研究磁性液体磁性能的物理模型与计算方法；利用所建数理模型通过对一个含有３２个磁性颗粒三维体系相对磁化强度的模拟与计算，成功定量地分析了磁性液体浓度、温度及所分散磁性颗粒的大小对磁性液体磁性能的影响。     

工业废水中磁性颗粒的富集装置设计研究

本文利用环形螺绕环内部形成的梯度磁场，提出一种利用磁化力富集(回收)悬浮于液体中的磁性颗粒的方法。该方法有望应用于工业废水中磁性颗粒的回收、净化，减少其对生态环境造成的危害。     

过渡金属离子掺杂对La1.2Ca1.8Mn2O7输运性质的影响

研究了过渡金属元素掺杂对层状钙钛矿结构锰氧化物La1.2Ca1.8Mn2O7体系输运性质的影响.实验结果表明不同过渡金属离子掺杂均导致体系的金属-绝缘转变温度降低,电阻率与最大磁电阻值(Cr除外)增加.当掺杂量较高时,磁性Cr、Fe、Co、Ni离子对体系性质的影响与其磁性相互作用密切相关.     

ICF用磁性玻璃靶丸悬浮磁场的确定及材料制备初步研究

 根据靶丸悬浮原理，推导出ICF用磁性靶丸在悬浮磁场中受力的函数关系式，从而得到了靶丸悬浮的理论模型。通过实验和理论相结合的方法，得出当靶丸中磁性材料掺入质量百分比由1%增加到6%时，靶丸的磁场强度由0.09 mT增加到0.44 mT，而对应的外界悬浮磁场由0.93 mT减小到0.23 mT。     

C-Nb共掺杂SnO_2电子结构的第一性原理研究

本文利用第一性原理研究了C-Nb共掺杂的SnO_2稳定性、能带结构与态密度,从自旋向上和自旋向下的能带结构以及态密度分析了掺杂体系磁性产生的机理.研究结果表明,C-Nb共掺杂SnO_2体系的稳定性强于C,Nb单掺杂SnO_2体系;C,Nb单掺杂、C-Nb共掺杂的SnO_2体系的总磁矩分别为0μB、0.922μB、1.0μB;Nb掺杂SnO_2体系产生磁性在于Nb的d轨道引入,C-Nb共掺杂SnO_2体系产生磁性在于Nb的s轨道和C的p轨道相互作用.     

基于线性霍尔传感器的太阳能磁悬浮演示仪

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套太阳能磁悬浮演示仪,该演示实验仪由太阳能电池供电,利用线性霍尔传感器来探测悬浮物体的位移,以达到控制悬浮的目的,添加数码管电压显示电路,可以定量显示电磁铁的磁性在悬浮过程中随悬浮物位置变化的自动调整,能精确而直观地演示磁悬浮的物理现象该仪器结构简单、性能稳定、操作方便,能广...     

磁悬浮演示实验仪

应用电磁学理论、机械力学以及电子技术自制了一套磁悬浮演示实验仪.该演示实验仪利用线性霍尔传感器来探测悬浮物体的位移,以达到控制悬浮的目的,添加数码管电压显示电路,定量显示电磁铁的磁性在悬浮过程中随悬浮物位置变化的自动调整,能精确而直观地演示磁悬浮的物理现象.该仪器结构简单、性能稳定、操作方便,能广泛用于课堂演示、课程设...     

N掺杂对α-石墨炔表面吸附H_2O,H,O和OH的电子性质和磁性的影响

石墨炔是一种新型的二维(2D)碳的同素异形体,炔键单元的高活性使其在小分子吸附方面相比石墨烯更具优势.本文基于密度泛函理论(DFT),研究了H_2O和H、O及OH分别在原始的和掺杂了N原子的α-石墨炔上的相互作用.研究结果表明,N掺杂和小分子吸附能够改变α-石墨炔的电子结构和磁性. N原子掺杂后α-石墨炔对小分子的吸附能力明显增强. H、O原子和OH吸附在N原子掺杂体系前后表现出明显的磁性差异:H原子和OH吸附在纯净的α-石墨炔上体系显示磁性,N原子掺杂后,磁性消失;而O原子则是吸附在纯净的α-石墨炔上未表现出磁性,N原子掺杂后,体系出现磁性.此外,α-石墨炔对水分子的吸附作用较弱,受范德瓦耳斯作用影响较大,属于物理吸附.本研究将为α-石墨炔中N杂质检测以及α-石墨炔基气体传感器的设计研究提供新的思路.     

La掺杂和空位对ZnS磁性和光学性能影响的第一性原理研究

利用密度泛函理论框架下的平面波超软赝势法,通过第一性原理对La掺杂与Zn空位(V_(Zn))及La掺杂与S空位(V_S)共存的ZnS体系的电子结构、磁性机理、形成能及吸收光谱进行了研究.结果表明, La掺杂与空位(V_(Zn)或V_S)的空间位置最近时,掺杂体系的形成能最低,体系最稳定.另外,La掺杂与Zn空位共存时,体系具有磁性,且体系的净磁矩与La原子与Zn空位的相对位置有关;La掺杂与S空位共存时,掺杂体系无磁性,但此时体系的禁带宽度最窄且吸收光谱红移最显著.     

小分子吸附调控Ti掺杂石墨烯电子结构和磁性的密度泛函理论研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了气体分子CO、NO、NO_2和SO_2吸附对Ti掺杂石墨烯(Ti G)电子结构和磁性的调制.研究表明:Ti G对CO、NO、NO_2和SO_2分子的吸附作用较强,各分子与Ti原子键合并形成Ti-X键(X代表C、O、N原子);各分子的吸附可导致Gas@Ti G体系电磁性质明显改变:CO分子吸附基底后,虽未能引起CO@Ti G体系电子性质改变和磁性的产生,却能够有效调控该体系的带隙宽度;不同于CO分子,NO、NO_2和SO_2分子的吸附使得半导体性的Ti G基底转变为金属特性,但各体系磁性表征不同:NO@Ti G发生完全自旋极化,即NO分子与基底上均有自旋分布,且二者的自旋方向相同;顺磁性的NO_2分子吸附于Ti G基底时磁性消失;SO_2分子吸附于Ti G基底后自身产生磁性,但基底几乎未发生自旋极化,SO_2@Ti G呈现自旋极化的局域分布特征.由此,依据分子吸附后体系电磁性质特征的不同,可辨识被测气体分子.此项研究结果为高灵敏度和高选择性的石墨烯基气体传感器的设计提供理论参考.     

Cr掺杂BaTiO_3几何结构、电子结构和磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理平面波赝势方法以及广义梯度近似+U(GGA+U)方法,计算了钙钛矿结构四方相BaTiO_3晶体结构、电子结构以及Cr掺杂对体系磁性的影响.研究表明,Cr离子的掺杂会使BaTiO_3的晶格参数和晶胞体积减小,使结构逐渐从四方相的BaTiO_3向立方相的BaCrO3演化;能带和态密度的计算结果显示掺杂剧烈影响体系的电子结构,体系基态逐渐由绝缘态变为半金属态.同时,掺杂调控了体系的磁性.Cr离子在掺杂后为+4价,具有2μB的局域磁矩,可使体系具有磁性.结果预测了Cr掺杂对BaTiO_3改性的有效性,拓宽了BaTiO_3在自旋电子器件方面的应用.