Un'analisi completa del principio di base del magnetometro del campione vibrante (VSM)

Un'analisi completa del principio di base del magnetometro del campione vibrante (VSM)

A Magnetometro vibrante campione (VSM)è un potente strumento analitico utilizzato per misurare ilProprietà magnetichedi materiali. È comunemente applicato in una vasta gamma di materiali magnetici, tra cui:

• Ferromagnetico
• Ferrimagnetico
• Antiferromagnetico
• Paramagnetico
• DiamagneticoMateriali

VSM svolge un ruolo fondamentale nella ricerca magnetica di magneti permanenti di terre rare, ferriti, materiali amorfi e quasicristallini, superconduttori, leghe magnetiche, composti e persino materiali biologici come le proteine ​​magnetiche.

Con VSM, proprietà magnetiche intrinseche come:

• Magnetizzazione della saturazione (MS o σS)
• Curie Temperature (TC)
• Coercitività (HC)
• Magnetizzazione remanente (MR)

può essere rilevato accuratamente. Dopo aver stimato ilfattore di demagnetizzazione (N)Nella direzione di misurazione del campione, ulteriori parametri magnetici come:

• Induzione a saturazione (BS)
• Campo coercitivo (BHC)
• Prodotto energetico massimo ((BH) max)

può anche essere calcolato. Inoltre, analizzando ilLoop di isteresi, è possibile valutare il comportamento magnetico complessivo del campione.

Un magnetometro vibrante del campione è generalmente costituito da tre sistemi principali:

• Sistema elettromagnet- Genera un campo magnetico uniforme.
• Sistema di vibrazione del campione- costringe il campione a vibrare a una frequenza costante.
• Sistema di rilevamento del segnale- Misura la tensione indotta creata dal campione magnetico vibrante.

Il principio operativo di un VSM si basa suLegge di Faraday nell'induzione elettromagneticae ilvibrazione di un campione magnetizzatoin un campo magnetico. Ecco come funziona:

Iniziazione delle vibrazioni:
Un oscillatore fornisce una corrente sinusoidale alla bobina di trasmissione della testa di vibrazione. Ciò provoca l'asta di vibrazione collegata e il campione montato su It-to BIVED a una frequenza impostata (ω), in genere alcune decine di Hz.

Risposta magnetica:
Poiché il campione vibra all'interno del campo magnetico applicato (H), produce acampo di dipolo magnetico variabile nel tempo. Questo campo induce untensione alternativaNelle bobine di rilevamento stazionarie posizionate nelle vicinanze.

Rilevamento e amplificazione del segnale:
Il segnale indotto, con la stessa frequenza (ω) del segnale di riferimento dall'oscillatore, viene immesso in aAmplificatore bloccato a fase. Questo amplificatore elabora solo segnali che corrispondono alla frequenza e alla fase del riferimento, filtrando così il rumore e i segnali non correlati.

Tensione di uscita:

A Tensione di uscita CC (Vₘ)è generato, che èproporzionale al momento magnetico totaledel campione.

Viene anche misurata una seconda tensione di uscita (Vₕ), proporzionale al campo di magnetizzazione applicato (H).

Analisi dei dati:
Tracciando vₘ contro vₕ, acurva di magnetizzazione o ciclo di isteresiè ottenuto. Questo grafico fornisce approfondimenti critici sul comportamento magnetico del campione, come come risponde ai campi esterni e al modo in cui mantiene il magnetismo.

VSM è uno strumento versatile e preciso per studiare le caratteristiche magnetiche di un'ampia varietà di materiali. La sua capacità di misurare i parametri fondamentali come la magnetizzazione della saturazione, la coercività e la restanza magnetica lo rende indispensabile nei settori della scienza dei materiali, della fisica, dell'elettronica e della ricerca biomedica.

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