磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱

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1、磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱一、課程說明（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；課程名稱:磁學(xué)實(shí)驗(yàn)所屬專業(yè):凝聚態(tài)物理,磁學(xué)課程性質(zhì)：專業(yè)課,必修學(xué)分：4（二）課程簡(jiǎn)介、目標(biāo)與任務(wù)描述材料的磁特性參數(shù)有許多，內(nèi)稟性質(zhì)方面主要有飽和磁化強(qiáng)度(Ms)、居里溫度(Tc)、磁晶各向異性常數(shù)(K)、磁致伸縮系數(shù)(λ)、電阻率（ρ）以及密度(d)等。響應(yīng)磁特性方面主要有磁導(dǎo)率（μ）、矯頑力（Hc）、剩磁(Br)、以及磁損耗（W）等。根據(jù)鐵磁學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，本課程針對(duì)磁性材料如下方面進(jìn)行測(cè)試與分析：（1）磁疇結(jié)構(gòu)的觀測(cè)（2）各種磁性材料靜態(tài)磁特性的測(cè)量（3）各

2、種磁性材料的交流磁特性的測(cè)量（4）磁性材料的各種效應(yīng)：磁電阻效應(yīng)、磁滯伸縮、鐵磁共振與各向異性等測(cè)量（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接；先修課程《鐵磁學(xué)》與《磁性測(cè)量》?！洞艑W(xué)實(shí)驗(yàn)》是《鐵磁學(xué)》與《磁性測(cè)量》對(duì)應(yīng)的配套實(shí)驗(yàn)，它需要《鐵磁學(xué)》與《磁性測(cè)量》相關(guān)的理論知識(shí)，才能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（四）教材與主要參考書。教材:自編《磁學(xué)實(shí)驗(yàn)》，吳東平編，2015。參考書：1、《鐵磁學(xué)》上中下三冊(cè)，戴道生、鐘文定等編著科學(xué)出版社，2000。2、《物性測(cè)量原理與測(cè)試分析方法》，李培森，蘭州大學(xué)出版社，1994。二、課程內(nèi)容與安排實(shí)

3、驗(yàn)一、磁疇的顯示與測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．借助透射偏光顯微鏡和一定的直流和脈沖偏磁場(chǎng)系統(tǒng)觀察靜止或運(yùn)動(dòng)的色彩美麗的磁泡疇。2．通過觀察石榴石單晶磁泡薄膜的條狀迷宮疇或正常磁泡群，觀察條疇和磁泡從收縮直至縮滅的磁化過程，測(cè)量磁泡薄膜的靜態(tài)特性參數(shù)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，了解磁化過程的基本機(jī)理。3．通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)，確定出現(xiàn)輻射狀疇，單枝花疇，多枝花疇等各疇狀態(tài)的臨界條件，理解微磁結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是由鐵磁體的能量所決定的，從而理解現(xiàn)實(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)是能量極小的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)儀器：BH-1型磁疇顯示和測(cè)量裝置“BH-1型磁疇顯示和測(cè)量裝置”由氙燈光源，脈沖發(fā)生器，透射偏光顯微鏡和Helmh

4、oltz線圈組，電腦和磁泡疇顯示器，控制器，及石榴石單晶磁泡薄膜樣品及樣品架六個(gè)主要部分組成。實(shí)驗(yàn)二、軟磁材料磁特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識(shí)軟磁材料的磁化規(guī)律。2、測(cè)定樣品的磁化曲線和磁致回線。3、測(cè)定樣品的、、等參數(shù)。4、掌握軟磁材料靜磁特性的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)采用NIM-2000S軟磁材料直流磁性能自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。適用于軟磁材料(如軟磁鐵氧體、鐵鎳合金、鐵鋁合金、硅鋼片等)直流磁特性的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)三、硬磁材料磁特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握硬磁材料磁特性測(cè)量的基本方法。2．理解測(cè)量Br，Hc，(BH)max的方法。3．加深對(duì)硬磁材料磁特性的理解。

5、實(shí)驗(yàn)儀器NIM-2000HF是一種全微機(jī)自動(dòng)控制用于稀土永磁磁性能標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)裝置。測(cè)量采用電磁鐵磁化樣品并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)掃描法,這對(duì)永磁材料磁性能的測(cè)量是非常重要也是必須的,目的是在測(cè)量過程中通過緩慢增加磁化電流使磁通變化量dΦ/dt為一常量,從而避免測(cè)量過程中產(chǎn)生渦流以及產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁極化強(qiáng)度之間的相角。本測(cè)量裝置采用數(shù)據(jù)采集技術(shù),測(cè)量出材料的磁滯回線,然后從定義出發(fā)計(jì)算出所有磁性參數(shù),獲得很高重復(fù)性和準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)四、磁電阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．初步了解磁電阻的概念。2．掌握磁電阻的初步測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)儀主要有電磁鐵、四探針樣品架、數(shù)字毫特斯拉計(jì)、大功率恒流

6、磁場(chǎng)電源、精密恒流電源、數(shù)字電壓表等組成。實(shí)驗(yàn)五、多晶鐵氧體磁致伸縮的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解電橋法測(cè)量多晶鐵磁體磁致伸縮系數(shù)的測(cè)量原理。2.理解磁致伸縮系數(shù)λ與磁化場(chǎng)H之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)儀器本實(shí)驗(yàn)電阻的測(cè)量是通過非平衡電橋來測(cè)量的，用（120*17*5毫米）的條形Ni塊作為測(cè)量樣品。實(shí)驗(yàn)六、轉(zhuǎn)矩法測(cè)量磁各向異性常數(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．理解轉(zhuǎn)矩法測(cè)量磁性材料各向異性常數(shù)的基本原理2．測(cè)量磁性材料的轉(zhuǎn)矩曲線并計(jì)算磁各向異性常數(shù)實(shí)驗(yàn)儀器轉(zhuǎn)矩儀磁各向異性測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)七、鐵磁共振實(shí)驗(yàn)?zāi)康模保^察鐵磁材料的共振現(xiàn)象；２．測(cè)量微波鐵氧體的鐵磁共振線寬ΔH；３．測(cè)量微波鐵氧體的朗德

7、因子ｇ值；４．培養(yǎng)學(xué)生掌握微波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的調(diào)試和測(cè)試方法；實(shí)驗(yàn)儀器：微波鐵磁共振實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)八、亥姆霍茨線圈磁場(chǎng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握磁場(chǎng)測(cè)量原理及如何用集成霍爾傳感器測(cè)量磁場(chǎng)的方法；2、了解亥姆霍茲線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性。實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)裝置亥姆霍茲線圈實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、高靈敏度特斯拉計(jì)、直流穩(wěn)壓電源和毫安表組成。實(shí)驗(yàn)九、功率鐵氧體損耗特性的測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握功率鐵氧體損耗特性測(cè)試方法2．對(duì)功率鐵氧體高頻特性進(jìn)行測(cè)量，確定其損耗特性及振幅磁導(dǎo)率隨磁通密度的變化。實(shí)驗(yàn)儀器該實(shí)驗(yàn)由JP8500寬頻功率函數(shù)發(fā)生器和JP2581寬頻功率測(cè)量儀組成。用于測(cè)試磁性材料及器件功耗，

8、分析磁性器件的基本特性。實(shí)驗(yàn)十、利用愛普斯坦方圈測(cè)量硅鋼片工頻下的損耗實(shí)驗(yàn)?zāi)康?