基于三维磁成像的近场磁性体探测

提出一种近场条件下未知磁源的三维磁成像方法.考虑到大多数磁性体不仅受背景磁场磁化,本身也带有较强剩磁,将观测面上的磁场转换为磁场矢量异常模量,并建立目标函数进行最优化求解,以得到符合观测磁场特征的磁性体磁化模型.仿真和实验表明:此方法可有效消除剩磁对反演结果的影响,能够实现对近场多个磁源磁化率分布的成像,验证了所提方法用于探测隐含磁体位置和形状的可行性.     

磁性液体磁悬浮原理演示实验研究

基于磁性液体的Bernoulli方程推导了磁性液体中非磁性物体所受的磁悬浮力,通过演示实验研究了2种磁性液体对不同密度非磁性物体的磁悬浮情况．磁性液体中非磁性物体所受的磁悬浮力受磁性液体的磁化率、磁场强度、磁场梯度的影响．相同条件下,随磁场强度和磁场梯度增强,M FP-1磁性液体分别在不同电流时将6种非磁性双锥体浮起,当电流达到3．00 A时,还出现了Rosensweig尖峰;MFP-2磁性液体的磁化率小于MFP-1磁性液体,仅浮起了聚氟乙烯、玻璃、铝双锥体．随着电流增大,中心磁场梯度较强,边缘磁场梯度较弱,出现非磁性双锥体向侧壁移动现象．     

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.     

地磁环境下基于SQUID三轴磁强计的矢量稳场

超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device,简称SQUID)是一种高灵敏度的矢量磁探测器.本文采用低温超导SQUID作为传感器,搭建了一套三轴矢量磁场稳定装置.该系统由两个三轴SQUID磁强计模块、比例积分微分(PID)控制器和反馈线圈组组成.在该系统的矢量稳场下,磁场波动峰峰值在有效带宽内可以降低四个数量级,可达pT量级,稳场效果显著.此技术可以满足大部分需要稳定磁场,如高灵敏度磁传感器的标定等应用场合.     

古埃磁天平法研究ε-Fe_3N磁性液体的磁化率和饱和磁化强度

本文将古埃磁天平法测量ε-Fe_3N磁性液体的磁化率和饱和磁化强度增设为物理实验中的设计性、研究性实验项目,通过实验过程中直接感知梯度磁场中ε-Fe_3N磁性液体磁增重的变化,学生能深刻理解磁化率和饱和磁化强度的物理内涵,引领学生进行自主学习。低磁场强度83H_0332kA/m范围内,磁性液体以恒定的磁化率磁化;近饱和磁场强度H_0332kA/m范围内,磁性液体磁化达到饱和,饱和磁化强度Ms为常数。随载液质量增加,3种磁性液体的磁化率和饱和磁化强度逐渐减小。与振动样品磁强计相比,古埃磁天平测试的饱和磁化强度稍偏低,相对误差小于2%,说明古埃磁天平法测量精度较高,适用于测试磁性材料的磁化率和饱和磁化强度。     

确定磁性体在绝热磁化过程中达到最高温度的方法

在磁性体磁化过程中, 决定其能够达到的最高温度, 对磁热材料的优化选取是重要的. 本文以钆镓石榴石(Gd₃Ga₅O₁₂) 为例, 根据高磁场下趋近饱和定律的思想, 给出了低温、超强磁场下, Gd₃Ga₅O₁₂晶体等效磁化率的定量形式. 在外磁场从0---40 T范围内, 计算了该晶体的磁熵变、声子熵变以及磁性体温度随外磁场的变化, 结果均与实验值符合较好. 利用声子熵变与饱和磁熵变曲线交点的唯一性, 给出了在磁性体磁化过程中, 确定其温度达到最大值的方法, 预言了Gd₃Ga₅O₁₂晶体在绝热磁化过程中达到的最高温度为64.7K. 该方法还可以对所加外磁场大小进行预言或估计.     

《电磁学》自学辅导材料(三)

第四章研究稳恒磁场,主要讨论两个问题.第一是建立对稳恒磁场的描述,阐明它的规律和性质.第二是磁场对处于其中的载流导线和运动电荷施加作用力的问题.虽然稳恒磁场与静电场是不同性质的场,它们有不同规律,但它们都是矢量场,在不少问题上有一定的类似之处.因此在这部分的学习中,采用对比的方法,可以收到较好的效果. 一、稳恒磁场的性质及计算 稳恒电流产生的磁场称为稳恒磁场。载流导线间的相互作用、运动电荷与电流之间的相互作用都是通过磁场实现的.磁场与静电场一样,都与电荷相联系,但静电场是与静止电荷相联系,而稳恒磁场则是与连续匀速…     

CoFe2O4自形成磁性液体场致结构化对磁化的影响

因为磁性液体的磁性微粒有着很强的相互作用,Langevin顺磁理论不能很好描述磁性液体的磁化强度随外磁场的变化.研究认为影响磁化的主要因素是磁性液体内微粒整体的结构化,其结构的形成储存了部分磁化功,直接或间接地影响了磁化.在此基础上提出“压缩”模型,修正了描述磁性液体常用的Langevin函数,得出了与实验较好符合的曲线.所提出的一个压缩后等效体积分数与外磁场强度的关系式,近似地描述了磁性液体在磁场中磁化的过程.由修正式得出了近似初始磁化率随体积分数变化关系.     

高温超导体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3O_y磁性质研究

测量了高温超导体 Tl_2Ba_2Ca_3Cu_3O_y 多晶样品的磁化强度与温度及磁场的关系。发现至少在90K 到200K 的温区样品有顺磁性.顺磁磁化率为10~(-4)量级,并随温度和磁场增加而缓慢减小.样品在116K 左右以下温度出现抗磁性,它随温度和磁场而变化的速度大大超过顺磁性.这两种磁性可以共存,但在2Tesla 以上磁场中,由于两种磁性的大小可相比拟导致样品磁性质的不稳定.由实验结果得到了 H_(c2)(0).讨论了顺磁性的来源以及在 TlBaCaCuO高温超导体中引进磁性杂质作为磁通钉扎中心以提高临界电流的可能性.     

Fe掺杂La0．8Sr0．2Co1-xFexO3磁性的研究

利用溶胶-凝胶法制备了一系列的La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品.通过研究在不同外加磁场下磁化强度和温度变化的关系发现,在较高的外场下La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品的磁性反转现象没有被观察到;在低场下La0.8Sr0.2Co1-xFexO3系统磁性反转现象被实现.这说明Fe的掺杂引起了La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品中铁磁和反铁磁之间的竞争,导致了La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品磁性反转;同时外加磁场的强弱影响了La0.8Sr0.2Co1-xFexO3系统磁性反转现象的发生,外加磁场增大使得在La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品中Co离子的自旋平行趋势更强,在铁磁和反铁磁之间的竞争中铁磁耦合占主导优势,因此在较高的外场下磁性反转现象没有被观察到.     

铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析

本文在理论上研究了铁磁/重金属双层薄膜结构中自旋霍尔效应自旋矩驱动的磁动力学. 通过线性稳定性分析, 获得了以电流和磁场为控制参数的磁性状态相图. 发现通过调节电流密度和外磁场, 可以获得不同的磁性状态, 例如: 平面内的进动态、平面内的稳定态以及双稳态. 当外磁场的方向在一定的范围时, 通过调节电流密度可以实现磁矩的翻转和进动. 同时, 通过数值求解微分方程, 给出了这些磁性状态磁矩的演化轨迹.     

《电磁学》自学辅导材料(五) 磁介质

磁介质磁化的研究方法与电介质的极化研究方法类似,学习本章时注意和电介质的极化对比是有益的。 磁介质放在外磁场B0中→磁介质要磁化→磁化的结果是在磁介质内部或表面产生磁化电流(I’,i’)→磁化电流激发一个附加磁场B’→空间各处的磁场 B= B0 × B' 磁化完成后,磁化电流不随时间变化,所以B’是稳恒磁场.由于B0是稳恒磁场,所以有磁介质存在时的总磁场B为稳恒磁场,因此稳恒磁场的规律对B完全适用,即: 1 磁介质磁化的微观机制 一、顺磁质的磁化.(对比电介质中有极分子的取向极化) 顺磁质分子结构上的特点:每个顺磁质分子具有固有分子…     

磁性Salisbury屏的高频响应

研究了利用磁性薄膜构造Salisbury屏的可能性及其在微波频段的反射率频率特性.结果表明，利用铁磁性材料在铁磁共振频率附近磁化率具有χ″>χ′的特性，可以构造出对电磁波有良好吸收性能的磁性Salisbury屏.通过对铁磁材料高频磁谱物理机理的分析后指出，具有弛豫型共振磁谱的铁磁材料可以构造出薄膜型Salisbury屏，其厚度为微米甚至亚微米量级.反射率的频率特性与磁性材料的特征阻抗z-r有关，它取决于铁磁共振频率和静态磁化率.反射率的频率响应显示磁性薄膜Salisbury屏具有较宽的吸收带宽. 关键词： 磁性Salisbury屏 反射率 频带响应 磁性薄膜     

钙钛矿锰氧化物La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)的磁性和电性研究

采用固相反应法制备双层钙钛矿La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度变化曲线(M-T)、不同磁场下的磁化率乘温度与温度的变化曲线(χT-T)以及不同温度下磁化强度与外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究.结果表明,样品的三维磁有序温度(T=350K)对应铁磁团簇的居里温度.FM-AFM转变温度(T=208K),出现了相分离,样品在低温部分出现了团簇玻璃行为.从磁化率随温度的变化图和磁化强度随温度的变化图中可以明显看出,在100K~TN(奈尔温度)之间,样品磁化率和磁化强度随温度降低而减小,因此FM减弱,AFM增强。在不同磁场下,TN以下(100K~TN)的χT值随温度的降低而减小,χT值在TN以上(208K~380K)随温度的降低而增加.通过对样品的电性分析发现,样品在0T与1T时的电阻率随温度的变化曲线(ρ-T),随温度的降低,无论是否施加外场,样品的电阻率都出现了一个峰值,这表明样品存在金属绝缘转变,不同的是施加外场后(1T),样品的电阻率降低.对该样品高温部分的ρ-T曲线进行拟合后发现,样品在高温部分的导电方式遵循热激活模型的导电方式.     

钙钛矿锰氧化物La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)的磁性和电性研究北大核心CSCD

采用固相反应法制备双层钙钛矿La_(1.3-x)Dy_xSr_(1.7)Mn_2O_7(x=0.025)多晶样品,通过测量样品的磁化强度与温度变化曲线(M-T)、不同磁场下的磁化率乘温度与温度的变化曲线(χT-T)以及不同温度下磁化强度与外加磁场的变化曲线(M-H)对样品的磁性进行了研究.结果表明,样品的三维磁有序温度(T=350K)对应铁磁团簇的居里温度.FM-AFM转变温度(T=208K),出现了相分离,样品在低温部分出现了团簇玻璃行为.从磁化率随温度的变化图和磁化强度随温度的变化图中可以明显看出,在100K^TN(奈尔温度)之间,样品磁化率和磁化强度随温度降低而减小,因此FM减弱,AFM增强。在不同磁场下,TN以下(100K^TN)的χT值随温度的降低而减小,χT值在TN以上(208K^380K)随温度的降低而增加.通过对样品的电性分析发现,样品在0T与1T时的电阻率随温度的变化曲线(ρ-T),随温度的降低,无论是否施加外场,样品的电阻率都出现了一个峰值,这表明样品存在金属绝缘转变,不同的是施加外场后(1T),样品的电阻率降低.对该样品高温部分的ρ-T曲线进行拟合后发现,样品在高温部分的导电方式遵循热激活模型的导电方式.     

均匀磁场中磁性液体的磁表面张力系数实验研究

基于特殊性能的磁性液体增设了综合性设计性实验项目,根据项目式教学法初步实现了以学生自我训练为主的教学模式.本文设计了磁性液体磁表面张力系数智能测试仪,研究了均匀磁场中4种不同类型磁性液体的磁表面张力系数随磁感应强度的变化规律.随外加磁场磁感应强度的增强,磁性液体的磁表面张力系数增大,主要是磁场增强了磁性颗粒之间的相互作用力.磁感应强度相同时,载液质量对磁性液体的磁表面张力系数影响较大,载液质量越小,单位体积内融入的磁性颗粒数量越多,导致磁性液体的磁表面张力系数越大.表面活性剂种类对磁性液体磁表面张力系数的影响也较大,由于油酸对磁性颗粒的吸附作用比PBSI-941表面活性剂强,油酸官能团较早吸附在磁性颗粒表面,限制了磁性颗粒进一步长大,导致MFO-4磁性液体磁表面张力系数较小.     

非晶态磁性合金的磁阻和磁击穿现象

在室温下磁场在0—15kOe范围内测量了非晶态磁性合金(Fe_1-xCo_x)₈₂Cu_0.4Si_4.4B_13.2的横向磁阻△ρ/ρ。发现在高磁场下,磁阻与磁场强度有三种函数关系:(1)磁阻趋于饱和;(2)磁阻随磁场平方正比地增加;(3)对x=0.15的合金,在特殊的电流、磁场方向和确定的磁场强度下,有磁阻尖峰出现。情况(3)是一种磁击穿现象。磁击穿发生在自旋向上和向下的两片Fer 关键词：     

磁性的近代概念

磁性的定义及微粒的磁性质最广义地說,磁性可以定义为带电荷的运动物貭粒子之間物貭相互作用的一种特殊形式。空間分隔的物貭粒子之間的相互作用不可能通过絕对真空来传递,传递的实現是借助于一种实在的物貭媒介——磁場.磁性的基本元素是磁場矢量和带电荷的运动微粒的各种特性     

垂直场下磁性薄膜中的铁磁共振现象

将铁磁共振频率看成外磁场的函数, 讨论了垂直场下磁性膜中的铁磁共振现象. 结果显示: 当外磁场平行于膜面, 并考虑磁膜具有垂直磁晶各向异性情形时, 其磁共振频率随外磁场的变化分为高频支和低频支两种情况, 具体的依赖关系取决于磁膜内磁晶的各向异性; 当外磁场垂直于膜面, 其磁共振频率随外磁场的关系仅存在一支, 一般地, 磁共振频率随外磁场的增加单调地非线性减小, 但当立方磁晶各向异性场H_k1 与单轴磁晶各向异性场H_a之比值介于2/3 < H_k1/H_a <1时, 其磁共振频率随外磁场的增加单调增加, 这与相关的实验结果一致. 研究结果表明: 磁薄膜中有无垂直于膜面的磁各向异性可以通过其磁共振谱的测量进行辨析.     

稳恒磁场对Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶中间相生长的影响

本文考察了Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶在1200℃ 无磁场以及稳恒磁场下扩散层生长规律. 利用真空浇注强制冷却技术制备Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶, 将制备的扩散偶进行1200℃不同磁感应强度下的热处理. 对获得热处理后试样进行SEM与EDS线扫描分析, 结果表明, 无论无磁场还是稳恒磁场下Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶均生成两个扩散层, 即FeSi相层和Fe-Si固溶体层, 并且发现0.8 T下的两个扩散层宽度均小于0 T磁场下试样. 按照抛物线规律, 计算了扩散偶中间扩散层的互扩散系数, 发现0.8 T磁场下FeSi相层和Fe-Si固溶体层的互扩散系数较无磁场下 分别降低了26.7%与34.1%. 通过对磁吉布斯自由能的计算, 发现0.8 T磁场对扩散激活能Q的影响不足以影响扩散过程. 但扩散过程中原子振动频率ν会受到磁场的影响, 进而影响扩散常数D₀, 磁场对原子振动频率的影响可以用拉莫尔旋进理论进行解释. 关键词： Fe-Fe50wt.%Si扩散偶 稳恒磁场 FeSi相 Fe-Si固溶体