大学物理课程中磁介质磁化的教学研究

大学物理课程中,磁介质磁化是重要的教学内容,它是引入有磁介质存在时的安培环路定理的基础。针对磁介质磁化概念多、易混淆的特点,我们在课堂教学中利用微观与宏观的相关概念进行类比以便于理解,并注意微观概念与宏观概念的区别。在此基础上,重点对顺磁质和抗磁质的区别进行讲解,采用对比列表的方法,直观清晰地表示出这两种物质的不同特性,取得较好的教学效果。     

抗磁质的磁化机理

本文从讨论抗磁质分子磁矩的构成出发,重点分析外磁场使电子轨道角速度发生变化,因而改变轨道磁矩,使激发的抗磁质分子磁矩方向与外磁场方向相反。最后对超导体抗磁效应的特点作了简要的说明。这篇文章是作者在教学中处理教材的一点体会。     

漏磁检测的交直流磁化问题

针对漏磁检测交流磁化的磁化电流频率选择问题 ,采用概率论的有关知识分析了影响漏磁检测信号大小的因素 ,并从漏磁场的检测理论上分析了磁化频率的选取原则 ,即 :载波频率应远大于调制波频率。对宽 0 .2 mm、深0 .2 m m的人工矩形槽缺陷的检测结果验证了对缺陷漏磁场所作的理论分析 ,得出了在常规的漏磁检测条件下磁化频率应大于 1k Hz,并指出漏磁检测不能采用频率为 5 0 Hz交流电磁化     

抗磁效应的微观解释

运用涡旋电场的概念分析了抗磁质在外磁场中磁化过程抗磁效应的起因。     

自旋转移矩驱动的磁化翻转理论研究

采用宏自旋模型和Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程讨论了垂直磁化隧道结的磁化翻转,结果表明:(1)减小隧道结自由层的厚度可以加快磁化翻转;(2)通过增加外电场,可以降低自由层的磁各向异性,从而加快磁化翻转速度;(3)双界面五层膜隧道结可以增加自旋极化电流,从而加快磁化翻转速度。上述理论分析对于提高自旋转移矩磁随机存储器的性能有重要意义。     

跃变磁化演示实验

一、原理 铁磁质被磁化时,它能产生较大的附加磁场,並且相对磁导率M是与外加磁场相关的变量。铁磁质被磁化时,磁畴磁矩变化见图一:①铁磁质未经磁化,磁畴磁矩方向各不相同,故並不显磁性;②当加上外磁场,磁场强度H较弱时,磁畴间发生可逆变动;③在中等磁场作用下,铁磁质在被磁化时主要是在磁畴间的分界面发生不可逆的变动;④最后在强磁场作用下,磁畴矢量发生了可逆的旋转。     

硬磁-软磁双层膜中的磁化行为与磁能积

采用蒙特卡罗方法讨论了硬磁-软磁双层膜中的磁化行为与双层膜中磁参量之间的关系.结果表明:硬磁-软磁双层膜中剩余磁化强度随硬磁层或软磁层厚度的增加呈单调性减小或增大,相应的矫顽场随硬磁层或软磁层厚度的增加近似呈单调性增大或减小;而其磁能积的变化是非单调性的,存在磁能积极大值点,该极大值点依赖于硬磁-软磁层的厚度比、各自的饱和磁化强度和单轴各向异性等;硬磁-软磁双层膜的磁化总是从膜边界向膜中间推进,最终带动难轴方向的边界畴转变,且软磁层磁化先于硬磁层,但在软磁层厚度小于临界尺寸的情况下,软磁层与硬磁层的磁化反转趋于同步.     

大面积钢板局部磁化的三维有限元分析

采用三维有限元方法研究了大面积钢板漏磁检测的局部磁化，分析了钢板宽度变化对磁化效果的影响，论证了局部磁化的可行性．研究了励磁装置中永磁体磁厚度、磁极面积以及磁化间隙等变化对局部磁化效果的影响．分析表明，永磁体极面积是影响磁化性能的关键因素，当钢板内局部被磁化饱和时，永磁体厚度和磁化间隙的影响不显著．根据有限元优化结果设计的大面积钢板漏磁检测的励磁装置在实践中得到了应用．     

CoCr的选择蒸镀和垂直磁化膜的研究

用电子束蒸镀CoCr制备垂直磁化膜时发现膜成分受众多因素影响,而成为CoCr膜实现垂直磁化的首要问题。选择蒸发是造成成分控制困难的主要原因。本文对有关问题进行了研究,分析计算了理论公式,与实验作了比较,结果符合得很好;对选择蒸发及其对各种制膜工艺的影响;及CoCr膜垂直磁化性能;膜的微观结构和磁畴,都进行了研究和必要的讨论。     

旋转磁化法在六角晶系中的应用：理论与模拟

用VSM在固定外场大小下旋转样品,由测得的旋转磁化曲线推知具有面内单轴磁各向异性的薄膜材料的磁各向异性场,是一种测量材料一阶和二阶磁晶各向异性常数的新方法.该文基于能量最小原理,对具有平面型各向异性的六角晶系的面内旋转磁化曲线进行了严格的理论推导.我们将理论模型应用于具有六角晶系的平面型各向异性的球形颗粒中,系统讨论了不同大小的外场在基面内旋转时颗粒的旋转磁化曲线.理论计算结果与蒙特卡洛模拟结果相符.研究发现,在外磁场远小于磁晶各向异性场时,为了拟合实验的旋转磁化曲线,必须充分考虑矫顽力对磁化反转过程的影响.我们的工作证明,通过VSM测量旋转磁化曲线为确定六角晶系的面内磁晶各向异性常数K3提供了新途径,并提出当外场的大小约为面内各向异性场的0.2时,测量效果最佳.     

介质磁化电流的简化处理

对于均匀线性和各向同性的介质，通过计算两种特殊位形的磁场分布，得到其介质界面连续分布的磁化电流可用分立的镜象电流来代替。     

电容放电脉冲充磁技术中放电回路参数的选择

讨论了电容放电脉冲充磁技术中放电回路参数的选择问题，计算分析了充磁用螺线管参数对脉冲磁场峰值的影响，以实现充磁的最低能耗、提高装置的使用寿命及降低制造成本。     

磁化水对水泥活性影响的检测

分析了目前在研究磁化水对水泥混凝土的增强作用时所用方法的缺陷,提出了新的研究思路和方法;并用正交实验的方法研究了不同磁化条件下的磁化水对不同品种水泥的活性的影响,考虑了各因素之间的交互作用,找出了最佳水平搭配.     

串并联谐振晶闸管中频电源的负载充磁启动方法研究

提出与研究了具有串并联谐振负载的晶闸管中频电源的一种新启动方法——负载充磁启动。该方法利用简单的辅助充磁电路，在启动时使负载槽路建立磁化能量1/2LI0^2，补充启动时电路的能量损失；在充磁电容器建立电能1/8CUd^2，保证充磁晶闸管和逆变桥主晶闸管之间的可靠换流，从而建立可靠的负载换流条件。文章建立了该方法工作过程的数学模型，完成了理论分析，得出了相应的设计公式。仿真验证了该方法的正确性，表明该方法适用于串并联负载谐根逆变器。     

微机控制自控式同步电动机励磁调节的分析

提出了用改变励磁电流的方法克服自控式同步电动机电枢反应的影响。当电机在各 种负载的情况干，保持气隙磁密为恒值，从而找出负载电流与励磁电流之间的函数关 系。将此关系以表格的形式存入微机，参加控制，改善了系统的特性。由 １．５ ｋＷ， １５００ｒ／ｍｉｎ自控式同步电动机系统试验表明，计算值与试验值有较好的吻合。     

鲕状赤铁矿生物质低温磁化焙烧

对生物质磁化鲕状赤铁矿石进行研究,包括磁化温度、磁化时间、生物质用量以及赤铁矿石粒度对磁化效果的影响.在磁化温度为600℃,赤铁矿石与生物质的质量比为10：2的情况下,利用生物质热解产生的气体和焦油在30 min内可以完全磁化粒度为0.074 mm (>72.5%)的赤铁矿石,验证了生物质替代煤基还原剂进行磁化焙烧具有一定的可行性.此外,矿石粒度对磁化焙烧还原度的影响比较大,矿石粒度越大,完全磁化所需时间越长.根据生物质还原剂的特点,适当地减小矿石粒度可以有效改善赤铁矿石的磁化性能.     

刀具磁化处理及其装置

本文介绍的刀具磁化处理装置，使刀具在高强度脉冲磁场中进行处理，以消除或减小刃面和刀部的内应力，提高刀具寿命，实验和应用结果表明：该装置制造简单、操作方便；处理时间不超过一分钟，处理后刀具不带磁，马上可以使用，平均提高刀具寿命（20－50）％，最高可达二倍左右。     

燃油磁化对发动机排放与节能影响的试验研究

汽车尾气中有害气体排放物对环境的污染日益严重,而车辆发动机所用燃油的特性对排放效果有直接影响,燃油磁化作用可以通过改变燃油特性,影响燃烧过程,从而降低发动机有害气体的排放量。文中对装夹于化油器入口处和悬浮于油箱中两种类型的燃油磁化方式与无磁化状况分别进行了对比试验。结果表明：两种磁化方法均使CO减少,悬浮油液的磁化方式对HC的排放效果没有明显影响,燃油经济性随工况的变化而变化;而将磁化器装夹于化油器入口处时,HC排放量和燃油经济性均有一定的改善。磁化对动力性能影响不明显。