Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tập chuyên ngành đà nhận đợc hớng dẫn tận tình chu đáo thầy giáo Lu Tiến Hng động viên góp ý chân tình ngời thân bạn bè Mặc dù đà cố gắng để hoàn thành xong thời gian trình độ có hạn nên tập khó tránh khỏi sai sót.Vì mong đợc thông cảm góp ý thầy cô Tháng 5.2011 Đinh Thị Thu Hiên ti : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên Lý chọn đề tài Trong cách mạng khoa học công nghệ ngành liên quan đến vật lý chất rắn đà đóng góp vai trò quan trọng Trong vật lý từ đợc phát cách hàng nghìn năm với tính chất lý thú mũi nhọnquan trọng.nó đối tợng đợc ngời quan tâmtìm hiểu nghiên cứu đa vàp ứng dụng nhiều ngành nh : công ngiệp điện tử ,công nghệ thông tin ,công nghệ chế tạo Thực tế ta thấy đợc nhiều trang bị máy móc phục vụ sống hàng ngày đà sử dụng vật liệu tõ nh :m¸y biÕn thÕ ,loa ph¸t ,ti vi…Råi đến trang thiết bị máy móc đại phục vụ nghiên cứu khoa hoc nh lĩnh vực kh¸c nh :y häc ,sinh häc cịng sư dơng chóng cách linh hoạt Vì vậy,khi nghiên cứu tính chất từ phơng pháp đo tính chất từ vật liệu kiến thức cần thiết ®Ĩ bíc ®Çu tiÕp cËn víi vËt liƯu tõ Víi lý chọn đề tài phơng pháp đo tính chất từ vật liệu Mục đích tập chuyên ngành nghiên cứu phơng pháp đo tính chất từ vật liệu Nội dung tập chuyên ngành phần mở đầu, phần kết luận lại đợc trình bày chơng Chơng I :Một số khái niệm Chơng II: Các phng pháp o Mặc dù đà có nhiều cố gắng với mong muốn có đợc tập tốt đạt chất lợng xong trình độ hạn chế nên kh«ng Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn tránh đợc sai sót mong nhận đợc đóng góp ý kiến thầy cô bạn để tập đạt chất lợng tốt h¬n Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn Nội dung chơng Chơng I : Một sè kh¸i niƯm 1.1.Ngn gèc tõ cđa vËt liƯu 1.2.Mét số đại lợng vật lý đặc trng cho vật liệu tõ 1.2.1.Tõ trêng 1.2.2.Độ từ hãa ,độ cảm từ ,độ thẩm từ , cảm ứng từ 1.2.3.từ độ b·o hßa , Từ độ dư , độ từ thẩm tương đối 1.2.4 §êng cong tõ hãa 1.2.5.Hiệu ứng từ điện trở , nhiệt độ Curie ,dị hướng từ tinh thể 1.3 Phân loại vật liệu từ 1.3.1 Vật liệu nghịch từ 1.3.2 VËt liƯu thn tõ 1.3.3 VËt liƯu s¾t tõ 1.3.4 Vật liệu phản sắt từ 1.3.5 Vật liệu Ferit tõ 1.4.Vật liệu từ ứng dụng 1.4.1.Vật liệu từ cứng 1.4.2.Vật liệu từ mềm Chương II :Các phương ph¸p đo tÝnh chất từ vật liệu 2.1 Nguyªn tắc chung 2.2.C¸c phương ph¸p đo 2.2.1.Hệ đo giật mẫu 2.2.1.1 Sơ đồ nguyªn lý 2.2.1.2 Nguyªn lý phÐp đo 2.2.2 Hệ đo từ kế mẫu rung VSM 2.2.2.1.Cấu tạo nguyªn tc o 2.2.2.2 Nguyên lý phép o 2.2.3 Cân Farday 2.2.3.1 Sơ đồ nguyªn lý Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên 2.2.3.2.Nguyªn lý phÐp đo CHƯƠNG I : MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.1 Nguån gèc từ tính vật liệu Nguyên nhân chủ yếu gây nên từ tính vật liệu hạt mang điện (hay điện tích) luôn chuyển động theo quỹ đạo kín tạo nên.Vì chuyển động quay đợc mô tả momen quay nên nói từ tính gắn liền với mômen Khi hạt chuyển động quay điện tích momen quay thông thờng có thêm momen từ Nh , từ tính đợc sinh từ loại chuyển động quay hạt mang điện nói chung điện tích nói riêng.Đó : + Quay quanh hạt khác ,hiện tợng thờng đợc gọi chuyển động quỹ đạo + Tự quay quanh trục ,hiện tợng đợc gọi chuyển động spin Nếu xét riêng từ tính vật liệu ta có thêm nhận định sau: + Từ tính vật liệu nói chung đợc quy định chủ yếu chuyển ®éng quay cđa c¸c ®iƯn tư n»m vËt liƯu nguyên nhân điều vật liệu nói chung cấu tạo từ nguyên tử ( phân tử ).Mà theo mô hìng nguyên tử Bohr nguyên tử bao gồm điện tử quay xung quanh hạt nhân hạt nhân có chuyển động quay nên có từ tính điện tử.nhng từ tính chúng nhỏ so víi tõ tÝnh cđa ®iƯn tư Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên + NÕu c¸c nguyên tử phân tử cấu tạo nên vật liệu tuơng đối độc lập với tính chất từ vật liệu chủ yếu đợc quy định từ tính nguyên tử phân tử cấu tạo nên chúng ,phần lớn trờng hợp nguyên tử liên kết với để tạo nên vật liệu chất rắn (khi tơng tác nguyên tử mạnh ) điện tử hầu nh không chuyển động quỹ đạo Do ®ã phÇn lín tõ tÝnh cđa vËt liƯu chđ u đợc quy định chuyển đông spin điện tử Nh ta đà biết ,điện tử đợc coi hạt chịu trách nhiệm tính chất điện vật liệu.Vậy ,nếu đặt câu hỏi: Có hạt từ tức có hạt chịu trách nhiệm tính chất vật liệu không? câu trả lời có ,và phần lớn trờng hợp điện tử nhng nhấn mạnh vào tính chất spin + Khái niêm spin có học lợng tử có nên cã thĨ coi r»ng tõ tÝnh lµ mét tÝnh chÊt hoàn toàn lợng tử , giải thích từ tinh lý thuyết cổ điển.Hoặc nói cách khác hăng số Planck h -> từ tính biến Chính mà từ xa xa ngời đà biết đến tợng từ điển hình nam châm ,kim la bàn Nhng phải đến vật lý lợng tử đời ngời ta giải thích đợc tợng Để hiểu cách thấu đáo tính chất từ tơng tác từ vật liệu với từ trờng nhắc lại khái niệm từ trờng 1.2.Mt s đại lượng đặc trưng cho vật liệu từ Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên 1.2.1.Tõ trờng Từ trờng môi trờng vật chất đặc biệt sinh quanh điện tích chuyển động biến thiên điện trờng có nguồn gốc từ momen lỡng cực từ Hoặc nói : Từ trờng dạng vật chất tồn xung quanh hạt mang điện chuyển động Nó đại lợng vecto tính chất từ trờng từ trờng tác dụng lực từ lên dòng điện ,lên nam châm vật liệu bị nhiễm từ Từ trờng từ trờng đợc sinh ống dây hình trụ gồm N vòng dây quấn lên với chiều dài L tải dòng điện víi cêng ®é I Xét chất từ trường điện trường biểu riêng rẽ trường thống điện từ trường Biểu thức x¸c định từ trường số dịng điện có dạng đơn giản : Từ trường tạo lưỡng cực từ cã cường độ m c¸ch khoảng r H = (hệ CGS ) (1.1) Hay từ trường tạo phần tử dßng điện idl ti im A cách dây dn khong r cã dạng : dH =( idl �r)/ r (1.2) Cßn i vi dây dn thng di vô hn có dòng điện I chạy qua Từ trường cã cường độ : H= (1.3) Trong cuộn d©y solenoit cã độ dài lớn nhiều lần độ dài đường kÝnh ,từ trường t©m : H = ni (1.4) Với n l s vòng dây i l cng dòng in cuộn d©y Đơn vị từ trường ( hệ SI ) Oe (hệ CGS ) Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên = 10 Oe Độ lớn từ trờng đợc xác định : H= (1.5) R :Bán kính ống dây Đơn vị đo từ trờng H hệ CGS A/m = Oe Lực từ tác dụng lên đoạn dây mang dòng điện đặt từ trờng có phơng vuông góc với mặt phẳng chứa đoạn dây dẫn vecto cảm ứng từ chiều lực từ đợc xác định quy tắc bàn tay trái Lực từ đợc xác định công thức : F = IBl sin (1.6 ) B : cảm ứng từ từ trờng : Là góc hợp dây dẫn cảm ứng từ từ trờng Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn 1.2.2 Độ cảm ứng từ , độ thẩm từ ,cảm ứng từ ,độ từ hóa Để đặc trng cho tõ tÝnh cđa c¸ vËt liƯu ,ngêi ta thêng dïng đại lợng : Độ cảm ứng từ , độ thẩm từ ,cảm ứng từ ,độ từ hóa a Độ cảm ứng từ hay gọi hệ số từ hóa đựoc kí hiệu khampha có đơn vị H/m (Henry /met)độ cảm ứng từ thứ nguyên đợc xác định theo biểu thức : = (1.7) Độ thẩm từ đợc khí hiệu tính chất riêng môi trờng kghông có thứ nguyên hệ đơn vị CGS ,trong hệ SI có đơn vị Wb/A.m Wb/A.m = H/m Ta biểu diễn mối quan hệ χ theo c«ng thøc :  = 1+ 4χ = χ +  b (1.8) §Ĩ thn tiƯn cho viƯc mô tả tính chất từ vật liệu ,trong hệ SI ngời ta đa khái niêm độ thẩm từ tơng đối ,là tỉ số độ thẩm từ vật liệu độ thẩm từ chân không Công thức : = c đơn vị xem nh thông số xác định mức ®é tõ hãa cđa vËt liƯu Do hƯ CGS nên khái niệm độ thẩm từ tơng đối e.Cảm ứng từ hay mật độ từ thông B biểu thị từ trờng bên chất chịu tác dụng từ trờng H.Nó đại lợng vecto hÖ SI ta cã B=I+H ( 1.10 ) Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn Đơn vị B T (tecla ) 1T = Wb.m Trong hÖ CGS B = 4 I + H (1.11 ) Và có đơn vị G ( Gaus ) Wb.m = `10 G C¶ B H trờng vecto nên chúng không đợc đặc trng giá trị mà hớng không gian Hệ thức liên hệ chúng B= H (1.1 ) f.Độ từ hóa hay gọi độ nhiễm từ đựoc kí hiệu I Đó momen từ vật liệu từ đơn vị thể tích I=H (1.13 ) Trong hệ SI ,độ nhiệm từ có đơn vị Wb/mm = 10 G = 7,96 10 G ( CGS ) Ta cã thĨ hiĨu ngn gốc cđa momen tõ nh sau : Các tích chất từ vật liệu gắn với momen từ điện tử điện tử điện tử nguyên tử có momen từ gắn với nguồn gốc Mỗi diện tử chuyển động xung quanh hạt khác nh điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân gọi chuyển động quỹ đạo Do ớng chuyển động doc Hình xuất momen từ h- theo trục quỹ đạo vẽ ti : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 10 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên Chương II: Các phơng pháp đo tính chất từ vật liệu 2.1.Nguyên tắc chung Biến giá trị tín hiệu độ thành giá trị đại lợng khác đo đặc tính toán cách thuận tiện Các phơng pháp đo đợc chia thành loại +) Đo lực từ +) Đo cảm từ a.Phơng pháp đo lực tơng tác đômên từ Giá trị từ độ đợc thị cờng độ lực tác dụng từ trờng bất đồng lên mÃu đo mẫu đo từ hóa từ trờng này.Hệ đo thông dụng áp dụng phơng pháp lực đo Faraday b.Phơng pháp đo cảm ứng :Tín hiẹu từ độ đợc chuyển thành tín hiệu điện cách thay đổi vị trí tơng đối mẫu có mômen từ M với cuộn dây thu Từ thông qua tiết diên ngang thay đổi ,suất điện động cảm ứng qua cuộn dây thay đổi làm xuất suất điện động cảm ứng Điện trờng tự xảy khoảng cách mẫu cuộn dây thị giá trị từ độ.Các hệ đo áp dụng phơng pháp là:Hệ đo giật mẫu , hệ đo mẫu rung Các phép đo thực từ trờng chiều.Sau vài hệ đo thông dụng 2.2.Các phng pháp o 2.2.1.Hệ đo giật mẫu tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 20 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên 2.2.1.1.Sơ đồ nguyên lí Hinh 2.1.H o git mu 2.2.1.2.Nguyên lí phép đo Mu đợc từ hóa từ trờng đồng tạo nam châm (1) ,mẫu (3) đợc giật nhanh khỏi vùng cuộn dâu thu (2) cần giá mẫu (4).Tín hiệu cảm ứng E cuộn dây thu đợc đua đến máy khuếch đại tích phân (5) có độ nhạy cảm cao Công thức xácđịnh M từ điện áp U khuếch đại tích phân (3) U = A Edt = M [ H (x) – H ( x ) ] ∫ Edt = M [ H (x ) – H ( x) ] Trong ®ã : H ( x ) ,H (x ) lµ tõ trêng sinh dòng cảm ứng I chạy cuộn dây thu theo phơng z.Khi mẫu dịch chuyển theo phơng x từ vị trí x đến vị trí x thời gian t đến t A la hệ số máy tích phân - Phơng pháp đơn giản , giá thành rẻ va dễ sử dụng Hạn chế : Không thu đợc đờng đo liên tục.Vì giá trị đo đợc thu nhặt phụ thuộc số lần giật mẫu.Khả Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 21 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn nâng cao độ nháy khó Vì tín hiệu nhng xung điện rời rạc có hình dạng phụ thuộc vào thời gian lần giật mẫu Hệ đo sử dụng đo đạc tốt vật liƯu cã ®é tõ hãa cao Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 22 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên 2.2.2.HƯ ®o tõ kế mẫu rung VSM Cấu tạo nguyên tác hoạt động Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer ,viết tắt VSM) dụng cụ để đo tính chất từ vật liệu hoạt động nguyên tắc thu tín hiệu cảm ứng điện từ rung mẫu đo từ tròng Từ kế mẫu rung lần đợc phát minh vào năm 50 kỉ 20 VSM thiết bị phổ biến ngất nghiên cứu vật liệu từ Nguyên tắc Khi từ thông xuyên qua khung dây suất động cảm ứng E từ thông xuyên qua tiết diện ngang khung dây biến thiên theo thời gian Giá trị E đợc biểu qua công thức : E(t)= Từ kế mẫu rung đợc thiết làm việc nguyên tắc Nêu ta đặt đối tợng đo có mômen từ M cuộn dây có cấu hình bất kỳ.Tơng đơng với từ trờng H đợc sinh cuộn dây có dòng điện I chạy qua.Theo định luật bảo toàn lợng ®èi víi híng bÊt kú cđa B vµ M không giantự ,giả sử không gian t MH = I Mật độ từ thông qua tiết diện ngang cuộn dây thay đổi nên M thay đổi ,vị trí tơng đối mẫu cuộn dây thu trờng hợp thay đổi.nếu M thay đổi ,Suat điện động cảm ứng đợc biểu diễn : E (t ) = Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 23 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên NÕu M kh«ng thay đổi ,vị trí tơng đối ga mẫu đo cuộn cuộn dây thu thay đổi theo thời gian : E= Trong r khoảng cách tơng đối mẫu cuộn dây vận tốc chuyển động mẫu G(r)= đợc gọi hàm độ nhạy ph thuộc vào vị trí mẫu Giả sử vị trí mẫu dây thu cố định Mộu dao động điều hòa theo phơng cố định với biên độ A,tần số xung quanh vị trí cân khai triển G( r) quanh vị trí cân r khoảng cách tơng đối mẫu cuộn pick_up bỏ qua thành phần bậc cao G ( r).Khi (1) cố thể đợc viÕt thµnht ) E = G ( r ) M Aω Cos ( ωt ) Trong ®ã A = A +A +A Một cách gần phơng trình áp dụng cho mẫu có kích thớc bé biên độ dao động nhỏ Hớng dao động biên độ cố định Trong hệ từ mẫu VSM Hớng rung hớng Z vuông góc với hớng từ hóa mẫu X, Trong cấu hình cuộn dây thu đựơc thiết kế theo cấu hình ngang, chúmg đợc đặt cố định mẫu phẳng ZY có hớng dọc theo trục x Các trờng hợp lấy từ cuộn dây thu đựoc khuếch đại loc lựa số hóa chuyển sang giá trị đại lợng từ đo theo hệ số chuẩn hệ đo Nói chung nguyên lý làm việc hệ VSM đơn giản ,nhng chi tiết thiết kế yêu cầu phải có độ xác cao đặc biệt là cuộn rung cuộn dây thu Mẫu ti : Cỏc phương pháp đo tính chất từ vật liệu 24 Sinh viờn : inh Th Thu Hiờn đợc rung đồng trục theo hớng rung cố định với biên độ ổn định Nhợc điểm phép đo : Do hµm G (r ) lµ mét tenr chiỊu phơ thuộc mạnh vào r nên dễ có sai số lặp lại lớn vị trí mẫu thay đổi phép đo.Mặt khác giá trị đo sai số lần đo mẫu bị dao động theo hớng vuông góc với hớng rung biên độ rung bị biến đổi.Trong phơng pháp VSM mẫu đợc rung từ trờng có độ đồng cao Trong phéo đo yêu cầu độ xác cao nh nguyên tắc đo khác phụ thuọc tín hiệu đo theo hình dạng kích thớc mẫu đo cần phải đợc xem xét Sau tín hiệu đợc thu từ cuộn dây thu chúng đợc số hóa chuyển sang máy xử lý 2.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý hệ đo đợc mô tả hình sau : Hinh 2.2.Hệ đo từ kế mẫu rung 2.2.2.2 Nguyªn lý phÐp đo Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 25 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiờn Nguyên lý đợc nhà bác học S.Foner đa vào năm 1959.Nó không khác nhiều so với hệ ®o giËt mÉu HƯ ®o giËt mÉu lµm thay ®ỉi từ thông nhanh khỏi vùng cuộn dây thu với hệ số VSM ,mẫu (3) đợc rung vùng thu (6) với tần số cố định Trờng hợp xoay chiều đợc lấy từ cuộn dây thu đợc khuếch đại máy khuếch đại lock_in nhạy pha Tín hiệu đo biến thành tín hiệu điện xoay chiều u điểm thiết bị ,điều cho phép nâng cao độ nhạy thu đợc kết đo cách liên tục Hạn chế : yêu cầu mẫu phải rung từ trờng đồng đồng ,các liên kết học hệ đo phải chắn không bị cộng hởngbởi tần số rung mạng rung * Sơ đồ cấu tạo chi tiết 1.Cuộn Hemholtz tạo từ tròng 2.Buồng giữ mẫu 3.Cực từ 4.Cuộn Pick_up 5.Đầu đo Hall 6.Cặp nhiệt điện 7.ống cđa Crýostat ãnh cđa Crýostat Lèi vµo bếp 10.van hút chân không ống Crýostat 11.Cần gán mẫu 12.Van hut chân không ống Crýostat 13 Lối xạ khí môi tròng vào buồng mẫu ti : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 26 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên 14.Rßng räc xoay 15.Tấm trợt phận dịch chuyển mẫu theo truc X 16 Tấm trợt phận dịch chuyển mẫu theo truc Y 17.Tấm nâng mẫu theo trục Z 18.Màng rung 19.Vá bng rung 20.C¸c nam cham vÜnh cưu 21.c¸c cn dây thu tín hiệu so sánh 22 Khung đỡ buồng rung Crýostat 23.vô lăng điều khiển khoảng cách c¸c cùc tõ Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 27 Sinh viên : inh Th Thu Hiờn Sơ đồ cấu trúc khí cđa hƯ ®o VSM (hinh 2.3 ) Hệ từ kế ny c xây dng c s ca nam châm in Bruker B-E10.Các nam châm ny có th cho dòng bơm cực đại 30 A vơÝ ¸p lực nước làm mát ti thiu l 45 Psig.Khong cách gia cực từ (3) cã thể điều chỉnh c¸ch chÝnh x¸c Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 28 Sinh viên : Đinh Th Thu Hiờn ti 0,1 mm nh vô lng (23) nh v hai bên ca nam châm.T trng gia nam châm ph thuc vo din tích đầu cực từ khoảng c¸ch chóng.C¸c cực từ nµy cã thể thay dễ dàng cần thiết Thiết bị đo từ trường đầu đo Hall(5) SBV-614 h·ng Siemens ,cã điện ¸p tuyến tÝnh theo gi¸ trị từ trường Đầu Hall màng mỏng b¸n dẫn cã kÝch thước mm.Hướng từ trường quy định hng theo trc X ta ê-Các Mu c đặt vïng từ trường đồng rung theo phương vu«ng gãc với từ trường quy định phương Z.Cần g¸ mẫu (11) cã thể cần thạch anh cần sứ ,cã phải chịu nhiệt độ cao,kh«ng đàn hồi quan trọng nã phải vật liệu kh¸ng từ.Nhiệt độ mẫu đo cặp nhiệt,tïy theo dải nhiệt độ đo mà ta cã thể dùng c¸c loại cặp nhiệt thÝch hợp Cryostat cấu thành hai ống thÐp kh«ng rỉ đặt ng trc.Các ng ny chu nhit cao v không cã từ tÝnh.Ống ngồi (7) cã đường kính Φ = 12mm,đường kÝnh ống (8) Ф = 4mm Lớp ¸o nhiệt ống với ống hút chân không qua van (10) tránh s truyn nhit môi trng bên ngoi ,c bit l nh hưởng lên c¸c cuộn pick-up đặt gần với Cryosstat.Ống Crystat nơi đặt mẫu đo cn gá mu , môi trng khí ng thng c dựng l chân không hoc khí tr.Khi o nhit thp , ng c liên tc hút chân không qua van (12) tránh hi nc ca không khí úng lm kt cn gá mu,còn o mu tránh b oxy húa,sau hút chân không ,khí He Ar xả vào buồng mẫu qua van (13).Một đầu cần mẫu Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 29 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên gắn chặt vào màng rung (18),đầu cần mẫu gắn với buồng mẫu.Buồng giữ mẫu ống cã mỏng h×nh trụ đồng sạch,đường kính đáy 3mm,cao 8mm.Do phải thể tích để gắn vào cần mẫu,kÝch thước buồng mẫu tối đa 3× 3× m Thơng thường mẫu đo thực Ýt cã kÝch thước giống b×nh giữ mẫu mà cã h×nh dạng bất k×.Do trước đo mẫu phải gia cơng cho chúng đặt vừa buồng mẫu ,kết đo chÝnh x¸c mẫu c gia công di dng hình dng bt kì.Do ó trước đo mẫu phải gia công cho chúng đặt vừa buồng mẫu,kết đo xác nht nu mu c gia công di dng h×nh cầu đủ nhỏ.Mẫu sau cho vào b×nh mẫu phải chèn chặt b×nh thủy tinh tránh nhng dao ng không cn thit ca nã b×nh mẫu.Bộ phận tạo nhiệt độ cần đo bếp điện trở quấn trực tiếp lên mặt ống trong, dây bếp dùng dây Chromel- constantan Công suất bếp cực đại 8w cho nhiệt độ cực đại buồng mẫu 1050K, tốc độ đốt bếp từ nhiệt độ phòng 300K lên 1050K 20 phut Dong điện đốt bếp đưa rắc cắm(9) Bếp co hiệu suất cao buồng nhiệt nhỏ có áo chân không tốt Khi đo nhiệt độ thấp, chênh lệch áp suất buồng môi trường bên buồng liên tục hut chan khong Nito lỏng hut trực tiếp vào buồng mẫu qua ống nhỏ nối từ buồng mẫu qua đầu Sryostat Bằng cách này, ảnh hưởng áp suất bề mặt Nito lỏng buồng mẫu nhiệt độ mẫu đạt tới 69K Bộ phận rung mẫu loa điện, màng loa vít chặt với cần giữ mẫu thông thường gọi màng rung Tần số biên độ rung Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 30 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên mẫu tần số biên độ màng rung Buồng rung 19 ống trụ đồng chứa phận rung, mép mang rung gián cố định lên thành buồng rung Để tạo tin hiệu chuẩn để so sanh với tin hiệu mẫu thu cac cuộn pick- up, cuộn day (21) gắn chặt vào màng rung, cuộn dây rung theo màng rung cần mẫu, nam cham (20) nằm đối diện với cuộn day định vị với buồng rung, tín hiệu lấy từ cuộn dây gọi tín hiệu chuẩn hệ đo Một đầu ống Sryostat để mở nối liền thông với buồng rung, điều cho phép thao tác đưa mẫu thao tác từ buồng mẫu dễ dàng Buồng rung có khả kín chân khơng tốt Vị trí mẫu dịch chuyển dễ dàng cách đồng thời theo hướng X ( song song với từ trường, vng góc với hướng rung), Z ( vng góc với từ trường, song song với hướng rung) nhờ trượt (15, 16) phận nâng đồng trục theo kiểu rịng rọc (14, 17) Tồn Cryostat buồng rung định vị nâng (17), độ cao Z nâng trượt X (16) co thể dễ dàng điều chỉnh nhờ rong rọc (14) Tấm trượt X nằm trượt Y (15) chuyển động tương trượt Y theo phương X nhờ vit vi chỉnh.Đến lượt no, trượt Y co thể di chuyển tương đối theo phương Y so với khung 22 nhờ vít vi chỉnh khác.Như vị trí tương đối mẫu so với cuộn Pick-up thay đổi cách dễ dàng, nhiên trượt phải phẳng thay đổi vị trí điều chỉnh.Ngồi buồng rung quay quanh trục Z mà khơng làm đổi vị trí mẫu, thiết kế tạo cho phép đo dị hướng từ Một phận quan hệ đo VSM cuộn pick- up Các cuộn pick- up phải bố trí cho vừa có độ nhạy cao, vừa đảm bảo độ trung thực tin hiệu đo Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 31 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên Hệ cuộn dây thu gồm cuộn pick- up nhỏ giống nhau, số vòng dây cuộn 5000 vịng Dây dùng để dây đồng thơng thường, đường kính dây 25m Các cuộn pick- up quấn dạng ống trụ đường kinh 8mm, chiu cao 2,5mm, b dy 1,5mm 2.2.3.Cân Faraday 2.2.3.1 Sơ ®å nguyªn lý 2.2.3.2 Nguyên lý phép đo MÉu (3) đực đặt vùng từ trờng từ tròng đợc tạo cho H thay đổi.Mômen từ M mẫu đợc tính qua lực tác dụng F từ trờng lên mẫu ,lực đợc xác định thông qua trọng lực cân (2) Công thức liên hệ M vµ F F = (MH - χ ) Trong V thẻ tích mẫu : độ cảm từ môi trờng H :Giá trị từ trờng trung bình vị trí đặt mẫu Cân Faraday cho độ nhạy cao ,nên thuận tiện cho phép đo vật liệu thuận từ vật liệu nghịch từ.Khó khăn phơng pháp tạo Gradien từ trng việc tạo nhiệt độ đo Kết luận chơng II tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 32 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên Từ mục đích đề tài đặt với tìm hiểu nghiên cứu tài liệu tập đà thu đợc kết : Trình bày tóm tắt đợc phơng pháp đo tính chất từ vật liệu Mặc dù đà cố gắng nhng không tránh khỏi sai sót Rất mong đợc góp ý thày cô bạn Trờn c s mc ich ca ti đặt vốn kiến thức tích lũy giảng đường qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu sách ,tài liệu tham khảo hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn.Bài tập hoàn thành thu kết : 1.Trình bày khái niệm đặc trưng tính chất vật liệu từ : +) Nguồn gốc từ tính vật liệu từ ,các thơng số từ ,q trình từ hóa ,đường cong từ trễ… +) Cách phân loại từ theo hệ số từ hóa trình bày tập 2.Đã trình bày phương pháp đo tính chất từ vật liệu +) Nguyên tắc chung +)Các phương pháp đo Do tầm hiểu biết điều kiện thực đề tài có hạn tập chuyên ngành khơng thể tránh khỏi thiếu sót.Vì mong góp ý chân thành thầy cô bạn để tập hoàn thiện Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 33 Sinh viên : Đinh Thị Thu Hiên TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Phú Thủy, “ Vật lý tưỵng từ’’ ,Nhà xuất Đ¹i học quốc gia Hà Nơi ,2003 Trần Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài “ Từ học vật liệu từ ’’ nhà xuất Bách Khoa Hà Nội,2008 Hồng Trọng Bá , “ Giáo trình vật liệu điện từ ” Nhà xuất Đ¹i học quốc gia TPHCM,2010 4.Vũ Đình Cự, “Từ hoc ’’,Xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội,1996 5.Đào Trần Cao,Giáo trình vật lý bán dẫn”,Nhà xuất Đ¹i học quốc gia Hà Nội Đề tài : Các phương pháp đo tính chất từ vật liệu 34 ... nhiệt độ mà ®ã chất bị từ tÝnh c ) Dị hướng từ tinh thể lượng liªn quan n s ịnh hng ca momen t v i xứng tinh thể vật liệu .Do tÝnh dị hướng cấu tróc từ tinh thể cã kh¸c khả từ hãa ta từ hãa theo c¸c... Thị Thu Hiên Tinh chất từ trễ tinh chất nội đặc trưng c¸c vật liệu cã từ tÝnh mạnh nãi chung tượng tÝch trữ lượng từ 1.2.̀̀5̀ Hiệu ứng từ điện trở , Nhiệt độ Curie , Dị hướng từ tinh thể a )... lớn gấp nhiều lần so với c¸c chất nghch t khác.Tt c nguyên t bng h thng tun hon nguyên t hóa hc u có tinh cht nghch t .Do hiu ng nghch t ca nguyên tố qu¸ nhỏ bị c¸c hiệu ứng kh¸c chiếm u th hn