振動(dòng)樣品磁強(qiáng)�(jì)是一種基于電磁感�(yīng)原理制成的高靈敏度磁矩測(cè)�?jī)x器,它在探測(cè)線圈中振�(dòng)所�(chǎn)生的感應(yīng)電壓與樣品磁�、振�、振�(dòng)頻率成正比。在保證振幅、振�(dòng)頻率不便的基�(chǔ)上用鎖相放大��(cè)量這一電壓,即可算出待�(cè)樣品的磁��
如果小樣�(可近似為磁偶極子)在原�(diǎn)沿z軸作微小振動(dòng),放在附近的小線圈(軸向與z軸平�)將產(chǎn)生感�(yīng)電壓:
eg=Gδcosωt=km,
其中G=π0NA為線圈的幾何�74r3VSM的結(jié)�(gòu)�,ω為振�(dòng)頻率,δ為振�,m為樣品的磁矩,N和A為線圈的匝數(shù)和面�.原則�,可以通過(guò)�(jì)算確定出eg和m之間的比例系�(shù)k,從而由�(cè)量的感應(yīng)電壓得到樣品的磁�.但這種�(jì)算很�(fù)�,�(shí)際上是通過(guò)�(shí)�(yàn)的方法確定比例系�(shù)k,即通過(guò)�(cè)量已知磁矩為m的樣品的感應(yīng)電壓eg,得到k=eg,這一�(guò)程稱為定�(biāo).定標(biāo)�(guò)程中�(biāo)樣的m具體參量(磁矩,,體積形狀和位置等)越接近待�(cè)樣品,定標(biāo)越準(zhǔn)�.
VSM�(cè)量采用開路方�,磁化的樣品表面存在磁�,表面磁荷在樣品內(nèi)�(chǎn)生退磁場(chǎng)NM(N為退磁因�,與樣品的具體形狀有關(guān)).所以在樣品�(nèi),總的磁場(chǎng)并不是磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)H,而是H-NM.�(cè)量的曲線要�(jìn)行退磁因子修�,用H-NM�(lái)代替H.
樣品放置的位置對(duì)�(cè)量的靈敏度有影響.樣品沿著2�(gè)線圈的連線的方�(x方向)離開中心位置,感應(yīng)信號(hào)變大;沿其�2�(gè)方向(y和z方向)離開中心位置,感應(yīng)信號(hào)變小.中心位置是x方向的極小值及y和z方向的極大�,是感�(yīng)信號(hào)�(duì)空間最不敏感的位置,稱為鞍點(diǎn).鞍點(diǎn)附近的小區(qū)域稱為鞍區(qū).�(cè)量時(shí),樣品�(yīng)放置在鞍區(qū)�(nèi),這樣可以使由樣品具有有限體積而引起的誤差最�.
基本的振�(dòng)樣品磁強(qiáng)�(jì)由磁體及電源,振動(dòng)頭及�(qū)�(dòng)電源,探測(cè)線圈,鎖相放大器和�(cè)量磁�(chǎng)用的霍爾磁強(qiáng)�(jì)等幾部分組成,如圖所�
振動(dòng)頭用�(lái)使樣品產(chǎn)生微小振�(dòng).本儀器采用電磁驅(qū)�(dòng)方式(�(yáng)聲器�(jié)�(gòu)),這種振動(dòng)方式�(jié)�(gòu)輕便,容易改變頻率和幅�,外控方便.為了避免振動(dòng)通過(guò)電磁鐵傳遞到探測(cè)線圈引起干擾,振動(dòng)頭采用雙振子�(jié)�(gòu),一�(gè)線圈與樣品桿連接,另一�(gè)線圈與和振動(dòng)桿質(zhì)量相同的銅塊連接,2�(gè)線圈在磁�(chǎng)中相向振�(dòng),相位差為180°為了�.振動(dòng)�(wěn)�,還采取了�(wěn)幅措�.在振�(dòng)桿上固定1塊永磁體,永磁體與樣品一同振�(dòng).�(dāng)振動(dòng)幅度�(fā)生變化時(shí),放置在永磁體附近�1�(duì)探測(cè)線圈�(huì)探測(cè)到這一變化并反饋給�(qū)�(dòng)電源,�(qū)�(dòng)電源根據(jù)反饋信號(hào)�(duì)振動(dòng)幅度作出�(diào)�,使振幅穩(wěn)�.�?yàn)檎駝?dòng)頭是�(qiáng)信號(hào)�,且頻率與探測(cè)信號(hào)頻率一�,故探頭與探測(cè)線圈要保持較�(yuǎn)距離,用振�(dòng)桿傳遞振�(dòng),又在振動(dòng)頭上加屏蔽罩,防止�(chǎn)生感�(yīng)信號(hào).振動(dòng)頻率�(yīng)盡量避開50Hz及其整數(shù)�,以避免產(chǎn)生干�.振動(dòng)頭可以在水平面內(nèi)以任意角度旋�(zhuǎn),�(shí)�(xiàn)�(duì)樣品不同方向的測(cè)�.
磁體為電磁鐵,極面直徑�5cm,極間距為3cm,磁場(chǎng)可達(dá)1.5T.電磁鐵電源為直流�(wěn)流電�,輸出電流�10A.磁場(chǎng)的測(cè)量采用霍爾磁�(qiáng)�(jì),共分4�,量程�20T,最小分辨率�10-4T,采用核磁共振方法�(jìn)行校�(zhǔn).
磁矩的測(cè)量由探測(cè)線圈和鎖相放大器組成,1�(duì)探測(cè)線圈�(duì)稱地放置在電磁鐵的極面上,串連反�,這樣可以使由樣品振動(dòng)�(chǎn)生的信號(hào)加強(qiáng),而由磁場(chǎng)的波�(dòng)引起的以及其他非樣品�(chǎn)生的信號(hào)相抵�.采用這樣的探�(cè)線圈可以在中心位置產(chǎn)生鞍區(qū),方便�(cè)�.鎖相放大器有很高的放大倍數(shù),保證了VSM有較高的靈敏�.采用�(biāo)�(zhǔn)鎳球?qū)Υ啪剡M(jìn)行標(biāo)��
振動(dòng)樣品磁強(qiáng)�(jì)適合�(cè)試以下材料:亞鐵�、反磁性材�、順磁材料和抗鐵磁材�,各向異性材料,磁記錄材�,磁-光學(xué)材料,稀土和�(guò)度元素、非晶金�、高�(dǎo)磁率材料、金屬蛋白等形式的鐵磁物�(zhì)。弱�,順磁等樣品雖然可以用振�(dòng)樣品磁強(qiáng)�(jì)�(cè)�,但靈敏度是有所下降�。此外振�(dòng)樣品磁強(qiáng)�(jì)還適用于塊狀、粉�、薄片、單晶和液體等多種形狀和形�(tài)的材��
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
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