基于金刚石对顶砧的磁性测量系统的研究

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随着现代科学技术的飞速发展,研究者们已经不满足于现有物质的研究,开始着手于极端条件下对于物质的探索,想要发现物质新的性质和结构变化。而压力就是一种研究物质的重要手段之一,当有高温高压产生时物质的结构和性质可能会发生变化,对于这种极端条件下的研究极大的推动了其他领域的发展,如地质学、材料学。由于静态高压技术在稳定性,可控性等方面的优点,对于高压下物质的研究提供了很大的帮助,而静态高压技术中金刚石对顶砧装置的出现极大的推动了高压科学的发展。由于金刚石在光学,热学,电学等方面所具有的性质,可以使得金刚石对顶砧可以更好的与其他相关设备进行连接来进行实验,从而使得在观察实验情况和数据变化方面更加方便。磁性是自然界中所有物质都具备的一个属性,只是磁性的程度会有所不同,所以对于磁性的研究一直是一个比较前沿的课题。而铁磁性是非常典型的一种磁性,而且铁在压力下会产生相变,这种相变的产生可能会使物质发生性质上的变化,对于研究地壳中的一些物质的磁性有很大的帮助,因此对于铁磁性物质的研究一直很受重视。目前在高压下物质的磁性测量已经有了一定的发展,研究者们发明了金刚石对顶砧技术对铁磁性材料进行加压,在固定的压力下随温度的变化展开的研究。而实验中我们试图在恒温状态下对于铁磁性物质的压力和磁信号的关系进行一个测量。还有对于物质的磁性测量涉及了磁学、系统中由于噪声问题采用的锁相放大技术、数据采集的VB和单片机技术等领域。高压下物质的磁性测量系统主要是金刚石对顶砧技术对样品进行加压,原理主要是基于电磁感应定律,使样品在其产生的磁场中,通过设计出的探头部分的三线圈(即感应线圈、补偿线圈、激励线圈)的测量方案,在经过锁相放大技术的处理连接计算机计算出样品的磁化曲线,磁导率等数据,通过观察曲线的变化研究铁磁性物质在高压下的变化。本论文中对于原机型电压源做了改进,提升了系统的可靠性,同时也简单的介绍了铁在高温高压的相变和相图,通过搭建的高压下物质的磁性测量系统测出了不同压力下的磁信号。但是由于本论文只是验证了系统的可行性,而在系统的灵敏度和可靠性方面都需要进一步优化,提升系统的抗干扰能力,减少人工操作等都是以后工作需要解决的问题。
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