1.基础知识综述振动样品磁强计(VibratingSampleMagnetometer.简称VSM)是利用电磁感应原理测量被测样品在磁场中的磁矩的仪器。它可分为两种类型。第一种是被磁化的样品在包围它的线圈中或在两个串联反接的线圈之间以某一频率往复运动,将探测线圈中的感应电动势积分,得到与磁通量成正比的电压,从而测定样品的磁化强度。第二种类型的振动样品磁强计是采用尺寸较小的样品,它在磁场中被磁化后可近似看作一个磁偶极子。使样品在某一方向做小振幅振动,用一组相互串联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化,可以得到探测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度这一类型的仪器,由于可采用小样品及后面将要述及的优点,自前在静态磁性的测量中得到了广泛的应用。振动样品磁强计不仅可以测量饱和磁化强度M,还可以测量磁滞回线,测量不同温度下的磁滞回线,从而得到各种磁性参数。振动样品磁强计主要由振动系统、探测线圈、电磁铁、电子检测仪器及特斯拉计(高斯计)等组成。其结构原理如图1.1所示
振动样品磁强计 (Vibrating Sample Magnetometer, 简称VSM)是利 用电磁感应原理测量被测样品在磁场中的磁矩的仪器。它可分为两种 类型。第一种是被磁化的样品在包围它的线圈中或在两个串联反接的 线圈之间以某一频率往复运动,将探测线圈中的感应电动势积分,得 到与磁通量成正比的电压,从而测定样品的磁化强度。第二种类型的 振动样品磁强计是采用尺寸较小的样品,它在磁场中被磁化后可近似 看作一个磁偶极子。使样品在某一方向做小振幅振动,用一组相互串 联反接的探测线圈在样品周围感应这磁偶极子场的变化,可以得到探 测线圈的感应电动势直接正比于样品的磁化强度这一类型的仪器,由 于可采用小样品及后面将要述及的优点,目前在静态磁性的测量中得 到了广泛的应用。振动样品磁强计不仅可以测量饱和磁化强度M,还 可以测量磁滞回线,测量不同温度下的磁滞回线,从而得到各种磁性 参数。 振动样品磁强计主要由振动系统、探测线圈、电磁铁、电子检测 仪器及特斯拉计(高斯计)等组成。其结构原理如图1.1所示
驱动线圈区区振莓器动片定片量程=三时间常变减器样品杆示电路同步轮波辉直流散大器差分放大器祥品探测线围数福店图1.1振动样品磁强计原理图
图1.1 振动样品磁强计原理图
2.实验过程2.1样品准备对于振动样品磁强计来说,所需样品的质量与体积都是很小的,样品可以是颗粒状(直径小于1.5mm)、薄带(边长小于2mm)或粉末状。在测试前,须精确称量样品质量与密度(或质量与体积)。2.2设备调整及测试首先打开总电源开关,确保循环水系统开启:之后打开稳压电源和电源柜电源开关,开启控制电脑及离子风扇。其次将一个空的样品杯安装在振动头上,双击电脑屏幕上IDEAS-VSM图标,启动控制程序,此时确保振动头上有样品杯,并在控制视窗上将振动头OFF,将振动模式转变为CURRENT模式,将磁场强度降为零(RAMPTO《0》)。之后打开振动头,使之振动10到15分钟。振动完毕后,关闭振动头,将振动模式变为FIELD模式,打开校正菜单栏里的MOMENTOFFSET,对样品杯进行校正,以消除样品杯上吸附磁性离子的影响,这一过程需要进行7个循环,大约需要6分钟时间
2.实验过程 2.1 样品准备 对于振动样品磁强计来说,所需样品的质量与体积都是很小的,样品 可以是颗粒状(直径小于1.5mm)、薄带(边长小于2mm)或粉末状。在 测试前,须精确称量样品质量与密度(或质量与体积)。 2.2 设备调整及测试 首先打开总电源开关,确保循环水系统开启;之后打开稳压电源和电 源柜电源开关,开启控制电脑及离子风扇。 其次将一个空的样品杯安装在振动头上,双击电脑屏幕上IDEAS-VSM 图标,启动控制程序,此时确保振动头上有样品杯,并在控制视窗上将振 动头OFF,将振动模式转变为CURRENT模式,将磁场强度降为零(RAMP TO 《0》)。之后打开振动头,使之振动10到15分钟。振动完毕后,关闭 振动头,将振动模式变为FIELD模式,打开校正菜单栏里的MOMENT OFFSET,对样品杯进行校正,以消除样品杯上吸附磁性离子的影响,这 一过程需要进行7个循环,大约需要6分钟时间