磁性物理实验指导书..doc

磁实验 讲义 电子科技大学微电子与固体电子学院 二O一二年月一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 1 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 3 三、磁致伸缩系数测量与分析 6 四、磁化强度测量与分析 9 五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 11 六、磁畴结构分析表征 12  一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 、实验目的： (二）、实验原理及方法： 一个被磁化的环型试样，当径向宽度比较大时，磁通将集中在内半径附近的区域分布较密，而在外半径附近处，磁通密度较小，因此，实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况，引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为：有效平均半径，有效磁路长度，有效横截面积，有效体积。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （3） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4） 其中：为环型磁芯的内半径，为环型磁芯的外半径，为磁芯高度。 利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性，尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时，应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。磁导率）可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量（L）而计算得到。计算公式如式（5）所示。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）π×10-7 H·m-1；N为线圈匝数。 磁性材料起始磁导率μi）的定义起始磁导率材料铁磁性状态转变为顺磁状态临界温度 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（6） B=μ0(H+M) （7） 测量实验装置如下图所示。 高低温试验箱 ()、实验材料起始磁导率温度曲线，确定居里温度，分析强磁性物质离子占位分布对自发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响，进而表征磁特性参数的温度特征。(四)、实验步骤： 1、 2、3、强磁性物质离子占位分布对自发磁化强度的温度特性以及对超交换作用的影响 (五)实验注意事项 当工作室温度（PV值）≥60℃时禁止起动高低温箱“制冷”功能！ 高低温箱照明灯不宜长亮！ 请勿拨动超温设置拨盘开关！电阻率测试及磁损耗响应特性分析 （一）、实验目的 测量结合磁损耗产生机制损耗分离探讨。 （二）、实验原理 软磁铁氧体磁芯损耗Pcv主要由磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr，在铁氧体磁芯工作时，Ph、Pe和Pr通常叠加在一起难以分离。但是可约旦（Jordan）分离。 (1) 在比较低的频率下，材料的涡流损耗与样品的厚度d2和频率f 2成正比，而与电阻率ρ成反比，即：Pe＝KeB2f 2d 2/ρ，其中Ke为常数。由此可见，降低涡流损耗的关键是减小样品的厚度d（或半径R）和提高材料的电阻率ρ。对于多晶MnZn铁氧体，电阻率包括晶粒内部与晶粒边界两个部分。因此，提高电阻率也应从两个方面入手。ρ=C(Ω-cm) (2) 式中C为探针修正系数，由探针的间距决定。 当样品电阻率分布均匀时，试样尺寸满足半无穷大条件时， (cm) (3) 式中：S1、S2、S3分别为探针1与2，2与3，3与4之间的间距。每个探头都有自己的系数。C≈6.28±0.05(cm)。 若取电流值I=C时，则ρ=V，即可由数字电压表直接读出。 由于块状或棒状样品外形尺寸远大于探针间距，符合半无穷大边界条件，电阻率可直接由（2)式求出。 磁损耗的测量采用倍乘电压表法，其原理如图所示。无抗取样电阻R与被测磁芯Lx串联，R两端电压和Lx两端电压分别接到倍乘（乘积）电压表得两个通道，该电压表指示出两个电压瞬时值乘积的平均值，这个平均值正比于磁芯的总功耗P=()=αK。该式中，()为组合线圈两端的电压和通过它的电流乘积得时间平均值；α为电压表读数；K为电表常数，由两个通道的灵敏度、测量电流的电阻器R的数值和表头刻度的满度偏转来决定。 图2　倍乘电压表法测功耗原理 图2中，G：大功率信号源，要求能供给规定的电压和电流，波形要在规定的容限以内，若规定用正弦波，谐振总含量应小于1%。平均值检波电压表UAV：用于被测磁芯线圈两端的平均值电压的检测，测量误差小于1%。 （三）、实验内容 测量不同频率、温度磁感应强度下材料损耗，结合磁损耗产生机制进行损耗分离并探讨降