岩石磁性及地球磁场的起源

一、岩石磁性在现代地磁学中,岩石磁性的研究具有重要的意义,这一方面是因为地球的异常磁场是由地壳岩石层产生的,另一方面,岩石的磁性也反映和记录了岩石生成时的地磁场情况,是古地磁学研究的重要根据,从本世纪初起,尤其五十年代以来,随着岩石磁性、海洋磁性的观测和研究的进展,以及岩石磁性成因的探讨,发现它们与地质时期岩石状态和变化以及地球海陆变迁等都有一定的联系,因而形成古地磁学这一新的研究领域,古地磁学已是研究地球演化和发展的一个有力工具。     

山西宁武公海湖泊岩芯的环境磁学特征及中世纪暖期湿润气候探讨

对山西宁武公海GH09B1孔2.8m长岩芯进行的磁化率、非磁滞剩磁、等温(饱和)剩磁、J-T 曲线、磁滞回线和XRD 等测试结果表明, GH09B1 孔岩芯磁性矿物以磁铁矿为主, 磁性矿物含量高的岩芯段, 磁性颗粒也较细, 形成于湖盆流域土壤发育较强、降水量较多的时期, 而磁性矿物含量低的时期则相反. 公海湖泊沉积物环境磁学参数变化主要受控于湖盆流域土壤发育程度, 进而指示亚洲夏季风强弱, 尤其是χ与S_-300 参数清晰地记录了近1200 年来宁武公海地区夏季风的变化历史, 发现中世纪暖期(910~1220 AD)显著湿润, 夏季风强盛, 这一结果得到同岩芯孢粉记录的支持. 3~6 年分辨率的环境磁学参数记录还显示, 中世纪暖期内部存在980~1050 AD 的次级干旱阶段. 公海沉积物磁学参数记录的近千年夏季风变化与历史文献记载、万象洞石笋氧同位素和气候模拟结果一致, 共同指示了中世纪暖期季风强盛的湿润气候环境且内部存在百年尺度的气候干湿波动. 环境磁学参数可作为高分辨率湖泊沉积记录的季风气候变化的有效参数.     

磁性多层膜在磁光数据存贮技术中的应用

本文系统地讨论了磁性多层膜在短波长记录，磁超分辨，磁场调制直接重写和光强调制直接重写技术中的应用原理和发展前景。     

北京北安河地表沉积物的岩石磁学特征及环境意义

地表沉积物的磁性能够记录自然环境变化以及人类活动对环境的影响. 北京北安河地表沉积物的类型为全新世洪积、湖积粉砂和黏土. 岩石磁学研究表明这些沉积物中的磁性矿物以磁铁矿、赤铁矿和磁黄铁矿为主. 该剖面磁参数变化特征和已报道的北京其他区域的典型污染剖面显著不同, 例如, 磁化率和饱和等温剩磁随剖面深度增大而逐渐减小, 表明研究剖面的沉积物中磁性矿物的浓度从地表向深处逐渐降低. ARM/SIRM等指示磁性矿物粒度的磁参数的值从上往下逐渐增大, 表明磁颗粒粒度向下逐渐变细. 磁黄铁矿从22 cm深度处往下突然出现, 指示了沉积剖面中存在氧化-还原界面. 因此, 北安河地区地表沉积物的磁性变化受控于还原成岩作用和成壤作用两种地质过程. 这为在北京地区利用磁性来调查污染状况提供了一个可供参考的“基准点”.     

西藏纳木错全新世沉积物的环境磁学参数变化机理

青藏高原的高分辨环境记录对于理解全球气候与环境变化至关重要.湖泊沉积物的磁学参数能够记录沉积环境和古气候信息.纳木错是西南季风过渡区大湖的典型代表,前人在该湖开展了大量地球化学、微体化石、沉积学和生物化学分析,极大地推动了该区古气候环境的重建工作.但迄今为止,还缺乏对纳木错湖泊沉积物系统的环境磁学研究.因此,本文选取纳木错湖芯NC08/01孔全新世以来(11.3calkaBP)的湖泊沉积物进行详细的岩石磁学与环境磁学研究,结合地球化学指标,在明确的气候背景下探讨该湖沉积物磁性参数的变化机制.结果表明,纳木错全新世沉积物的磁性参数受到陆源磁性矿物输入、还原溶解作用和磁细菌活动的共同影响.根据各磁学参数系统的变化趋势,可将该研究段样品分为3段:第Ⅰ段(236～199cm,11.3～7.8calkaBP)主要载磁矿物为粗颗粒磁铁矿,粒度均一,含量较高,并与Ti含量呈正相关关系,指示该段磁性矿物受后期溶解作用影响较小,其含量主要反映物源输入信息;第Ⅱ段(198～102cm,7.8～2.1calkaBP),磁性矿物颗粒变细,含量明显降低.在该段,湖面下降,水动力减小,进而输入的磁性矿物粒径也减小,容易受到后期溶解作用的影响;第Ⅲ段(101～0cm,2.1～0calkaBP),磁性矿物以生物成因单畴磁铁矿和陆源碎屑成因磁铁矿为主,磁性颗粒含量的变化与Ti含量不相关.以上结果表明,在弱还原环境中,湖泊沉积物磁性矿物的保存状态及磁学性质与其初始粒径密切相关.通过对磁性矿物信息的系统研究(包括粒径和含量变化等)并结合陆源输入指标(如Ti含量),能够较为准确地反映湖泊环境氧化还原程度的变化.以上结果为正确解译该湖沉积物的环境磁学指标提供了基础.     

我国东北地区黄土堆积的磁性地层年代与古气候变化

我国东北地区有较广泛的黄土分布, 是环境变化的重要地质记录. 长期以来, 由于缺乏可靠的年代学证据, 对这里黄土沉积及其记录的古气候变化了解不多. 在广泛野外踏勘的基础上, 对具有代表性的科尔沁沙地南缘牛样子沟和平安村黄土剖面进行了磁性地层与光释光年代等测试, 结果表明, 牛样子沟剖面的B/M 界限位于深度27 m 处, 平安村剖面处于布容正极性期. 基于光释光年龄和磁性地层年代计算的黄土沉积速率外推, 科尔沁沙地南缘的黄土堆积应早于1.0 Ma. 黄土是半干旱环境下的粉尘堆积, 指示东北地区的半干旱气候至少在早更新世晚期已经开始. 这里黄土开始堆积的年代对应于中更新世全球气候转型, 可能为全球气候变冷驱动了亚洲内陆干旱化和较快粉尘堆积的假说提供了证据.     

物质磁性认识的发展

人类对于物质磁性的认识,在历史上经过漫长的过程,但是磁性的丰富内容和重要作用却是现代磁学研究的成果。本文首先介绍了古代物质磁性的发现和应用。接着概述了古代和近现代关于物质磁性来源的认识,其次阐述了当代磁学研究的两项重要成果:物质磁性的普遍性——无物不有的磁性与无处不在的磁场和多样性——种类繁多的原子(电子)磁矩和核磁矩的有序磁结构(序磁性)。     

低维磁性拓扑绝缘体与拓扑半金属

磁性与拓扑性之间复杂的相互作用引起了越来越多的关注.磁性拓扑材料展示了多种新奇的物理效应,有望应用于未来低功耗高速自旋电子学器件.本文从量子霍尔效应出发,回顾了磁性拓扑材料,包括陈绝缘体、反铁磁拓扑绝缘体、磁性外尔半金属及其他磁性拓扑态等在理论与实验上的进展,并详细介绍了我们课题组最近几年在磁性拓扑材料方面的理论工作.这些工作不仅增进了对磁性拓扑态分类的理解,也提供了实验上可能实现的材料体系.     

蓝田玉山第四纪中后期黄土-古土壤序列环境磁学研究

用岩石磁学的各种方法反演沉积物中磁性矿物性质的变化是重建古气候历史的一个重要途径. 对位于黄土高原东南缘的陕西蓝田县玉山剖面厚约40 m的黄土-古土壤地层(L15~S5, L和S分别指示黄土层和古土壤层, 下同)进行了详细的磁学测量. 研究表明, 磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿、针铁矿是本剖面沉积物的主要载磁矿物. 典型层位样品的热磁分析显示成壤强度越高的沉积物加热前后磁化强度变化越小, 这可能与黄土沉积受次生改造的程度有关. 多个磁学参数记录表明, 玉山剖面L15~S5时期黄土沉积和古土壤次生发育所反映的古气候变化特征与黄土高原其他相关记录以及深海沉积记录都有显著区别, 这反映出区域地质背景的巨大影响. 从S9-1向L9的快速剧烈转变, 以及在转变前后两个阶段(L15~S9-1, L9~S6的底部)的古气候演化趋势的明显不同, 同时也反映了这一时期东亚夏季风和冬季风的消长对本区古气候磁性载体的强烈改造.     

稀释磁性半导体

近年来一类新的半导体合金:稀释磁性(或半磁性)半导体引起人们的极大关注。稀释磁性半导体(DMS)是一种合金材料,它们的晶格含有取代的磁性离子,例如CdMnTe(在主晶CdTe中一小部分Cd原子由一种磁性离子(Mn)任意取代)。对这些材料感兴趣的原因有三:1.DMS的特性(能隙、晶格参数等)可加以仔细修整。例如不透明半导体CdTe当愈来愈多的Cd原子被Mn取代时逐渐变得透明。2.显出极端有趣的磁性。例如在低温下     

红壤中磁性矿物的磁性与含量的穆斯堡尔谱研究

土壤中的磁性矿物的磁性与含量,是研究土壤磁性的发生机理及其在地球物理、考古学和环境科学中应用的基础,本文根据前人关于磁赤铁矿、磁铁矿和赤铁矿等的穆斯堡尔谱研究结果,提出了以四极分裂(Q。S。)区分磁性矿物(磁铁矿、磁赤铁矿)与赤铁矿等的土壤穆斯堡尔谱分析法。采用FH—1918型穆斯堡尔谱仪鉴定矿物,NaOH熔融土壤测土壤全铁量,WCL-1型磁化率仪测定土壤磁化率,然后综合三部分资料,对红壤中磁性矿物的磁性与含量进行了初步的研究。     

医药磁性氧化铁纳米材料的研究和发展

以氧化铁纳米颗粒为代表的医药磁性纳米材料,近年来在医学健康领域得到越来越多的重视.作为唯一得到食品药品监督管理局(FDA)批准,可临床使用的无机功能纳米材料,氧化铁纳米颗粒在纳米生物医学的研究和应用中发挥着至关重要的作用.本文将聚焦于氧化铁纳米颗粒等医药磁性纳米材料,主要基于本实验室的相关研究工作,介绍该领域的研究和发展.主要从如下几个方面进行论述:医药磁性氧化铁纳米材料的制备、医药磁性氧化铁纳米材料的磁学性质、医药磁性氧化铁纳米材料的生物效应、医药磁性氧化铁纳米材料的组装和性质调控以及医药磁性纳米材料及技术的发展趋势.     

Nd_2Fe_(14)B单晶的磁性和顺磁性

稀土——过渡族永磁材料已引起人们的广泛兴趣,它是从研究Sm-Co永磁体开始发展到Nd-Fe-B的。为了研究这种强磁材料的磁性起源,研究单晶体的磁性是一个很重要的方面,它可以为改进永磁材料性能提供依据。我们实验室已长成质量优良的Nd_2Fe_(14)B单晶,其生长工艺及有关晶体结构的研究已另有文章报道。本文介绍有关磁性的实验结果,其中包括饱和磁化强度及磁晶各向异性随温度的变化关系及高温下的顺磁特性。比较铁磁态和顺磁态下磁性电子的区别,可以了解磁性原子中磁性电子的运动状态,从而为理论分析提供有用的信息。     

磁场与天、地、人

现代科学技术证明,磁性和磁场,是普遍存在的自然现象。任何物体均具有磁性并存在着磁场,只不过其磁力大小和磁场强度不同而已。绝大多数物体具有弱磁性和弱磁场,少数物体具有强磁性和强磁场。然而,对弱磁     

气候因素对土壤磁性的影响

环境磁学是一门新兴的综合性边缘学科,其核心内容之一是关于土壤磁性的发生学意义的研究。1975年,泰德(Tite)从灼烧试验的角度探讨了气候条件对土壤磁性的影响。王永焱等关于土壤磁性的研究,显示了黄土与古土壤形成时期的气候差异,而欧亚地区的一些土壤磁测工作则显示了整个欧亚大陆土壤的磁性,在分布上具有明显的发生学特征。     

磁性液体数值模拟研究进展

磁性液体(magneticfluid)是一种力学性能受磁场调控的磁流变智能材料,在医学与工业生产中有广泛应用.近年来,随着计算机性能的发展,数值模拟日益成为研究磁性液体力学行为细观机理的重要方法.本文综述并评价了磁性液体理论与数值模拟领域的最新研究进展,介绍了磁性液体在剪切、挤压和阀模式3种工作模式下的力学模型,对磁性液体的现有模拟方法进行了总结,讨论了磁性液体数值模拟的研究现状,并展望了数值模拟的发展前景.磁性液体的数值模拟亟待开展以下三方面研究:(1)建立涵盖多种微观相互作用的精细理论模型,研究颗粒表面包覆、添加剂等非磁性成分对磁流变效应的影响;(2)将不同数值模拟方法相结合,建立磁性液体的多尺度模型,进一步提高模拟精度,利用机器学习协调不同尺度的数值模拟,压缩计算量,已成为一种可行思路;(3)将力学模型与电、磁学模型相结合,发展多尺度、多物理场耦合的数值模拟方法,模拟磁性液体其他物理性能.最终为高性能磁性液体的研制及其应用研究提供技术和理论支撑.     

磁性碳纳米管吸附/微波再生处理水中五氯苯酚

利用热分解法制备了磁性碳纳米管,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)进行了表征.研究表明,磁性碳纳米管纯度高且孔隙均匀,外径约为50 nm,比表面积为146.7 m2/g;同时加外磁场可以快速其分离.磁性碳纳米管应用于吸附/微波再生处理水中五氯苯酚,结果表明,磁性碳纳米管对五氯苯酚的吸附动力学符合Langergren模型,其平衡吸附量为30.5 mg/g;吸附等温线符合Freundlich模型.吸附饱和磁性碳纳米管经微波再生循环使用5次,再生率均高于100%,且磁性良好.     

Nd_2Fe_(14)B磁畴结构参量的计算

一、引言 具有高矫顽力及最大磁能积的Nd-Fe-B永磁合金以其优异的磁性能吸引人们就其结构、磁性开展广泛研究。现已确认,有高饱和磁化强度和强单轴各向异性的硬磁性主相Nd_2Fe_(14)B对所有Nd-Fe-B永磁体(包括不同成分配方、不同工艺过程制备的Nd-Fe-B材料)的磁性起决定性作用。因此研究并确定Nd_2Fe_(14)B的磁畴结构参量便成为研究Nd-Fe-B     

东北平原钻孔的磁性地层定年及松嫩古湖演化

中国东北平原第四纪湖相沉积物是记录中纬度东亚季风和气候环境变化的理想载体.然而,目前关于该套湖相沉积地层尚缺乏高分辨率地层学和高精度的年代学研究,从而限制了对该区气候环境变化机理的理解.本研究重建了东北平原乾安令字(Qiananlingzi, QAL)孔的高分辨率磁化率地层,并对该套沉积进行了系统的古地磁和光释光年代学研究.结果显示, QAL钻孔记录了Olduvai正极性亚时以来的沉积.沉积物磁化率变化存在轨道时间尺度上的变化,粗颗粒的粉砂层一般呈现磁化率低值,细颗粒的黏土层一般呈现高值,岩石磁学参数表明磁化率低值层位高矫顽力硬磁性矿物贡献大,高值层位低矫顽力软磁性矿物贡献大;该套湖相地层的沉积年代约为1180～450ka,历时约730ka,松嫩古湖的几近消失可能与依舒断裂导致的多次沉降使得松花江将松嫩古湖湖水泄于三江平原有关.基于本文详细的磁化率地层和高精度的年代学结果,该湖相沉积有望成为解译中纬度中亚区域中更新世轨道时间尺度古气候变化的理想材料.     

在工程材料中发现了一种新型磁性

<正>在原子级厚度的半导体中,一种在任何自然物质中都未曾见过的机制会导致电子自旋对齐。你接触过的所有磁铁,比如粘贴在冰箱门上的冰箱贴,带有磁性的原因都是相同的。但如果存在另一种更为奇异的方法来使材料带有磁性,那又将如何呢？在1966年,日本物理学家长冈洋介（Yosuke Nagaoka）设想了一种磁性,这种磁性由假想材料内部电子看似不自然的舞蹈产生。如今,一个物理学家团队在一种仅有六个原子厚的工程材料中观察到了一种长冈预测的磁性现象。