铁磁材料居里温度的测量

铁磁材料居里温度的测量

一、实验目的

1、了解物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理。

2、学会一种测量铁磁材料居里点的实验方法。

3、测定铁磁环样品的居里温度。

二、实验原理

1、磁介质与物质的磁性

在磁场的作用下发生变化并反过来影响磁场的物质叫磁介质。磁介质在磁场作用下发生变化的过程叫磁化(任何物质都就是磁介质)

2、磁化的微观机制

安培的分子电流假说:每个分子内部电荷运动的总效果相当于一个圆形电流——分子电流

物质磁性的根源:原子内部电荷运动。

温度对磁性有显著影响。分子热运动,对磁畴磁矩有序排列有破坏作用,温度升高到一定数值,铁磁性消失。

居里点——铁磁材料失去磁性或者从铁磁相转变为顺磁相的温度(相变)。

测量原理:

给绕在待测样品磁环上的线圈L1通交变电流i(励磁电流),产生交变磁场H,使铁磁环反复磁化。样品中B与H的关系B=f(H)为磁滞回线。

由于H正比于L1的电流,因此可以用电流的信号代表H的信号。

在励磁电路中串接采样电阻R1,将其两端的电压讯号(与电流正比)经放大后, 送至示波器的X轴输入以表示H。

B就是通过副线圈L2中因磁通量变化而产生的感应电动势来测定的。

所以,磁环中B与L2上感应电动势积分成正比。将L2上经过R2C积分电路,从积分电容上取出B值,放大处理送至示波器Y轴输入。

示波器x轴输入反映H,Y轴输入反映B,示波器显示磁滞回线。当磁环被加热到一定温度,磁滞回线消失。对应温度即居里点。

三、实验仪器

JHD-Ⅱ型居里点测试仪:

1、电源箱(电源部分,温度设置控制,H、B信号处理部分);

2、加热炉

3、铁磁材料样品;

4、示波器。

四、注意事项

1、实验过程中适当调节X衰减,以显示较理想的磁滞回线。

2、每次须让加热炉降至常温再放入样品,以免温度传感器响应时间不同引起测量误差。

3、谨慎换放样品,不能拉扯金属插头外导线。

4、测800以上样品,小心高温烫伤。

5、观察磁滞回线时,两线圈有互感,故始终有感应电压。因此,当磁滞回线变为直线时,不能将Y轴输入衰减无限减小。

五、实验内容

一、观察材料升温过程中磁滞回线消失及居里点

1、连线、放样品。连线加热炉与电源箱面板;样品与电源箱专用线连接,放入

加热炉;温度传感器、降温风扇接插件与电源面板上传感器接插件相接。

2、接示波器、开电源。B输出接示波器Y输入,H输出接X输入,示波器的扫描时间选择旋钮设定为X-Y模式;“升-降温”开关打向“降温”,开电源,适当调示波器X、Y衰减,示波器显示室温磁滞回线。

3、设置最高加热温度、升温。关闭加热炉两风门(旋钮方向与轴线垂直), “测量-设置”开关打向“设置”,设定炉温。再打向“测量”,“升-降温”打向“升温”,炉温逐渐升至设置温度。

4、确定居里点。炉温升到一定温度,磁滞回线消失,该数显温度即居里点。

5、冷却降温。打开加热炉两风门通风冷却(旋钮方向与轴线平行),“升-降温”开关打向“降温”,冷却至室温。其她样品,重复。

二、定量测试(与观察同时)

1、测量感应电动势与温度关系曲线。读出各温度与对应感应电动势的数值,画曲线。

2、确定居里点。作曲线最大斜率处切线,切线与横坐标交点即居里点。

3、对其她样品,重复上述过程。

六、思考题

1、什么就是磁滞现象？

磁滞现象简称磁滞。磁性体的磁化存在着明显的不可逆性,当铁磁体被磁化到饱与状态后,若将磁场强度(H)由最大值逐渐减小时,其磁感应强度(符号为B)不就是循原来的途径返回,而就是沿着比原来的途径稍高的一段曲线而减小,当H=0时,B并不等于零,即磁性体中B的变化滞后于H的变化,这种现象称磁滞现象。

2、为什么磁性材料在居里温度以上,磁滞现象会消失？

因为温度过高,物体内部的分子做无规则运动的现象加剧,导致分子不能按规律排列,所以磁滞现象会消失

3、怎样由感应电动势-温度曲线求居里温度？为什么？

在曲线斜率最大处作切线,切线与横坐标(温度)的交点为居里点。