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铁磁材料居里温度测试

铁磁材料居里温度的测试
1.实验数据表格
表9-1磁滞回线消失时所对应的温度值:
表9-2感应电动势积分值ε'及其对应的温度T值:
样品编号1(室温)初始(输出)感应电压328mV,磁滞回线消失时所对应的温度值63.2℃
样品编号2 (室温)初始(输出)感应电压425mV,磁滞回线消失时所对应的温度值91.7℃
2.各样品的U~T曲线
图1 样品1的U—T曲线
I n d u c e d v o l t a g e (m v )
示波器法测得Tc=
图2 样品2的U —T I n d u c e d v o l t a g e (m V )
示波器法测得Tc=91.7℃(室温25℃);U~T 曲线用切线法测得Tc=92.8℃
3.实验结果分析:
从数据处理的结果可以看出,用示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定的居里点Tc 和通过感应电动势随温度变化的曲线来推断居里点温度略有出入,但基本上相等。

4.思考题:
(1)、样品的磁化强度在温度达到居里点时发生的微观机理是什么?
答:由于外加磁场的作用,物质中的状态发生变化,产生新的磁场的现象称为磁性,物质的磁性可分为反铁磁性(抗磁性)、顺磁性和铁磁性三种,一切可被磁化的物质叫做磁介质,在铁磁质中相邻电子之间存在着一种很强的“交换耦合”作用,在无外磁场的情况下,它们的自旋磁矩能在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形成自发磁化小区域,称为磁畴。

在未经磁化的铁磁质中,虽然每一磁畴内部都有确定的自发磁化方向,有很大的磁性,但大量磁畴的磁化方向各不相同因而整个铁磁质不显磁性。

当铁磁体受到强烈的震动,或在高温下由于剧烈运动的影响,磁畴便会瓦解,这时与磁畴联系的一系列铁磁性质(如高磁导率、磁滞等)全部消失。

对于任何铁磁物质都有这样一个临界温度,高过这个温度铁磁性就消失,变为顺磁性,这个临界温度叫做铁磁质的居里点。

(2)、通过测定感应电动势随温度变化的曲线来推断居里点温度时,为什么要由曲线上斜率最大处的切线与温度轴的交点来确定T C,而不是由曲线与温度轴的交点来确定T C?
答:因为温度升高到居里点时,铁磁性材料的磁性才发生突变,所以要在斜率最大处作切线;又因为在居里点附近时,铁磁性已基本转化为顺磁性,故曲线不可能与横坐标相交。

(3)、为什么尽可能选择高的“激励电压”,以得到尽可能高的(室温)初始(输出)感应电压(“电压测量”框中显示的数值),可以提高测试结果的精度?
答:因为高的“激励电压” 有利于抵抗由互感引起的感应电压的影响,提高测试结果的精度。

另外,由于随温度的升高,感应电动势是减小的,如果初始电压小,则不易观察到温度升高时,电压降低的幅度变化,影响居里温度的确定,因此选择高的“激励电压”有利于获得全面准确的数据,并在绘制U~T 曲线时易观察到随温度的降低,感应电动势降低的幅度的变化,有利于作图的准确性和确定居里温度以提高测试结果的精度。

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