铁磁材料居里点温度测定

铁磁材料居里温度的测定

摘要：铁磁质由于磁畴的存在，在外加交变磁场的作用下会产生磁滞现象。 关键词：铁磁材料、磁场、温度

引言：铁磁性竺质的磁畴结构决定了攀磁性材料具有高的磁导率和在交变电场作用下的磁滞现象。但随着温度的升高。铁磁性物质的磁畴结构会在某一温度卞完全被热运动破坏而转变成顺磁性物质。这一转变温度称为磁性材料的居里点。居里点是…铁磁性材料的重要参数之二。在居里点附近,一材料的跑导率、一比热、磁豁寻_率、杨氏模量等都会发生突变。在磁性分析中常利用测居里点的数值和晶体中原子的配位数以计算交换积分。所以,居里点的测定无论在理论上还是在实际应用中都具有重要的意义 实验目的

1、了解铁磁质转变为顺磁质的微观机理。

2、了解磁感应强度与样品温度变化之间的关系。

3、测定铁磁样品的居里温度。 实验原理：

铁磁质由于磁畴的存在，在外加交变磁场的作用下会产生磁滞现象。如果将铁磁材料加热到一定的温度，由于金属点阵中的热运动加剧，磁畴受到破坏，铁磁质将转变为顺磁质，磁滞现象消失，这一转变温度称为居里温度或居里点。

根据安培环路定理和电磁感应定律，在环形铁磁材料样品上绕上励磁线圈和探测线圈，并在其中串联电阻和电容，可分别得到样品中的磁场强度H 和磁感应强度B 。将相应的电压信号输入示波器即可观察到磁滞回线。对样品进行加热，当温度达到居里点时，示波器上磁滞回线会消失，变为直线，利用温度传感器可以测得相应的居里温度。

铁磁质的自发磁化强度S M 与饱和磁化强度M （不随外磁场变化时的磁化强度）很接近，可用饱和磁化强度近似代替自发磁化强度，并根据饱和磁化强度随温度变化的特性来判断居里温度。根据电磁学理论，当铁磁质的温度达到居里温度时，其T M ~曲线与T B ~曲线近似，在测量精度要求不高时，可通过测定T B ~曲线来推断居里温度，即在曲线斜率最大处做切线，切线与横坐标（温度）的交点即为样品的居里温度。

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实验仪器：

JLD-II型居里点测试仪（电源箱，加热炉），示波器，铁磁样品环（5种）

居里点测试仪主要参数：使用电压及频率220V AC，50Hz

加热炉温度范围室温～120℃

温度测量精度≤±1.5℃

实验内容：

1、通过测定磁滞回线消失的温度测定居里温度

(1) 将加热炉、温度传感器和风扇分别接在电源箱前面板上相应位置，将面板上H输出和B

输出分别与示波器上X输入和Y输入连接。把样品磁环接在专用导线上，接入面板上“样品”插口，并把样品放入加热炉。

(2) 将“升温－降温”开关置于“降温”，接通电源开关，将“H调节”旋钮调到最大，适

当调节示波器，可以观察到磁滞回线。

(3) 关闭加热炉的两风门（旋钮方向和加热炉轴线垂直），将“测量－设置”开关置于“设

置”，适当设定炉温（在未知居里温度时，可设置较高的温度，以保证温度单调升高）。

(4) 将“测量－设置”开关置于“测量”，将“升温－降温”开关置于“升温”，“加热速度”

置于“快”。炉温开始升高，观察示波器上的磁滞回线的变化，在磁滞回线接近直线时，可将“加热速度”置于“慢”。记下磁滞回线消失时（变为直线）的温度值，即为居里温度。

(5) 打开加热炉的两风门，将“升温－降温”开关置于“降温”，使加热炉降温。

2、测定磁感应强度随温度的变化关系

(1) 待炉温降至合适温度时（低于居里温度，并能够测出足够数据点），对同一样品，将炉

温设定于比前一步骤所测得居里温度低10℃左右。

(2) 将“测量－设置”开关置于“测量”，将“升温－降温”开关置于“升温”，记录温度值

和相应感应电动势（单位：mV，对应于磁感应强度B）。

(3) 做E~T曲线。

实验数据及处理：

磁环编号：

居里温度：

表1. 感应电动势及其对应温度值

注意事项：

1.待测样品须为薄片状，且其几何尺寸与加热炉的几何尺寸相比应小得多。

2.带刺样品和热电偶的测温端应放在路子的中心。

3.避免装置周围有强的电磁场干扰。

参考文献：

1）.《基础物理实验》吴俊林（2005年8月）

2）.《隋峰老师教学资料》