如何写好科技论文《铁磁材料居里点的测量》
居里温度
居里点或居里温度是指材料可以在铁磁和顺磁之间变化的温度。当温度低于居里点时,材料变成铁磁性,与材料相关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,物质变成顺磁性体,磁铁的磁场容易随着周围磁场的变化而变化。此时磁灵敏度约为10的负6次方。
19年底,著名物理家在自己的实验室里发现了磁铁的一个物理特性,就是磁铁加热到一定温度,原来的磁性会消失。后来,人们把这个温度叫做“居里点”。在地球上,岩石在成岩过程中被地磁场磁化,获得弱磁性,磁化岩石的磁场与地磁场一致。也就是说,无论地磁场如何改变方向,只要其温度不高于居里点,岩石的磁性就不会改变。根据这个道理,只要测出岩石的磁性,自然就能推断出当时的地磁方向。这就是人们在地学研究中常说的化石磁性。在此基础上,科学家利用化石磁学原理研究地球演化历史中地磁场的变化规律,称为古地磁理论。
为了寻找大陆漂移理论的新证据,科学家将古地磁引入海洋地质领域,并取得了令人鼓舞的成果。
二战后,科学家们使用高灵敏度的磁性探测器对大西洋洋中脊的海面进行古地磁调查。后来人们用磁力仪等仪器,以密集测线的形式测量太平洋的古地磁。两次调查的数据让人们惊讶地发现,在海洋底部有一条等磁力线的条纹,与大洋中脊的中轴线南北方向平行,磁性正负交替。每个磁力线带大约有几百公里长,宽度从几十公里到几百公里不等。海底磁带的发现成为本世纪地球科学研究的一大奇迹。1963年,英国剑桥大学青年学者F.J. Vain和他的老师D.H. Matthews提出,如果“海底扩张”曾经发生过,那么从大洋中脊上涌的熔岩在凝固后应该会保留当时地球磁场的磁化方向。也就是说,洋脊两侧的海底应该存在磁化强度相同的磁条。地球磁场倒转时,磁条的极性也要倒转,磁条的宽度可以作为两次倒转时间的度量。这个大胆的假设很快得到了证实,人们在太平洋、大西洋和印度洋发现了相同的对称磁带。不仅如此,科学家还计算出,在7600万年里,地球经历了171次倒转。
还发现地球磁场两次倒转之间的最长周期约为300万年,最短周期约为5万年,两次倒转之间的平均周期约为42万至48万年。目前,地球磁场的方向已经保留了70万年,因此人们有一种预感,一场新的磁场变化可能正在向我们逼近。
对海底磁带的研究仍在继续,许多问题仍不能得到满意的回答。比如地球磁场为什么来回反转这个最基本的问题,都解释不清楚。尽管科学家们提出了各种假说,但真正的原因仍不清楚。换句话说,地球磁场转向的内在规律之谜需要科学家们继续探索。
再介绍一下铁磁材料。
铁磁性物质(1)在很小的磁场作用下可以被磁化到饱和。不仅磁化率> 0,而且数值大到10-106。磁化强度m和磁场强度h之间的关系是非线性的复杂函数。这种磁性被称为铁磁性。
(2)铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性;居里温度以上,由于晶体热运动的干扰,破坏了原子磁矩的定向排列,使铁磁性消失,然后物质变为顺磁性。
(3)特点
一、磁性很强,通常所说的磁性物质主要是指这种物质。
b,迟滞。
C.自发磁化:铁磁材料中的原子磁矩通过相邻晶格节点中原子电子层的作用克服热运动的无序效应。原子磁矩自发地按区域平行有序排列,分布在不同的小区域。这种现象被称为自发磁化。
无与伦比的3d电子层:铁、镍、钴、锰
d、磁畴
自发磁化的小区域称为磁畴。畴之间的界面称为畴壁。
然后解释测量实验。
铁磁材料的居里点
实验目的:了解铁磁性物质变为顺磁性的微观原理,学习用JLD-ⅱ居里点测试仪测量居里温度的原理和方法。
实验仪器:JLD-ⅱ居里点测试仪(一台主机,一个加热炉,五个样品)和ST16B示波器。
实验原理:对于铁磁材料,由于磁畴的存在,在外加交变磁场的作用下会产生磁滞现象。磁滞回线是磁滞现象的主要表现。如果将铁磁性物质加热到一定温度,由于金属晶格中热运动的加剧,当磁畴被破坏时,铁磁性物质就会转变为顺磁性物质,磁滞现象就会消失。铁磁性物质的转变温度称为居里点。这种居里点测试仪是通过观察示波器上显示的磁滞回线的存在来观察和测量铁磁材料的转变温度。该仪器通过向缠绕在样品上的线圈施加交流电来产生交变磁场。在加热炉加热的过程中,在示波器上找到居里点。
实验步骤:1。将加热炉的电线连接到电源箱前面的两个端子上。用专用电线将铁磁性材料样品与电源箱连接,将样品放入加热炉中。将温度传感器和冷却风扇的连接器连接到与电源前面板相连的传感器连接器上。
2.将示波器上的B输出连接到Y输入,用专用导线将H输出连接到X输入。将“升温-降温”开关拨到升温,打开电源盒上的电源开关,适当调整示波器上的Y、X调节,示波器上就会显示出磁滞回线。
3.将炉子上两个风门的“测量-设置”开关拨到“设置”位置(旋钮方向垂直于加热炉轴线方向)。设定好炉温后,转到“测量”。加热炉工作时,炉温逐渐上升到设定温度。
4.当温度达到样品的居里点时,磁滞回线消失,数字温度计显示测得的温度值——居里点。
打开加热炉上的两个风门(风门上的旋钮方向与加热炉轴线方向平行),旋转“加热-冷却”开关降温,待加热炉冷却后,用另一个样品重复上述过程,直至样品被测。