1、 磁学实验 课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称: 磁学实验所属专业:凝聚态物理,磁学课程性质：专业课,必修学 分：4（二）课程简介、目标与任务描述材料的磁特性参数有许多，内禀性质方面主要有饱和磁化强度(Ms)、居里温度(Tc)、磁晶各向异性常数(K)、磁致伸缩系数()、电阻率（）以及密度(d)等。响应磁特性方面主要有磁导率（） 、矫顽力（Hc ） 、剩磁(Br)、以及磁损耗（W）等。根据铁磁学的教学内容和现有的实验条件，本课程针对磁性材料如下方面进行测试与分析：（1） 磁畴结构的观测（2） 各种磁性材料静态磁特性的测量（3） 各种磁性材料的交流磁特性的测
2、量（4） 磁性材料的各种效应：磁电阻效应、磁滞伸缩、铁磁共振与各向异性等测量（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；先修课程铁磁学与磁性测量 。磁学实验是铁磁学与磁性测量对应的配套实验，它需要铁磁学与磁性测量相关的理论知识，才能在此基础上进行实验。（四）教材与主要参考书。教材: 自编 磁学实验 ，吴东平 编， 2015。参考书：1、 铁磁学上中下三册，戴道生、钟文定等编著 科学出版社，2000。2、 物性测量原理与测试分析方法 ，李培森，兰州大学出版社，1994。二、课程内容与安排实验一、磁畴的显示与测量实验目的1借助透射偏光显微镜和一定的直流和脉冲偏磁场系统观察静
3、止或运动的色彩美丽的磁泡畴。2通过观察石榴石单晶磁泡薄膜的条状迷宫畴或正常磁泡群，观察条畴和磁泡从收缩直至缩灭的磁化过程，测量磁泡薄膜的静态特性参数和动态特性参数，了解磁化过程的基本机理。3通过改变实验参数，确定出现辐射状畴，单枝花畴，多枝花畴等各畴状态的临界条件，理解微磁结构的出现是由铁磁体的能量所决定的，从而理解现实的稳定状态是能量极小的状态。实验仪器：BH-1 型磁畴显示和测量装置“BH-1 型磁畴显示和测量装置”由氙灯光源，脉冲发生器，透射偏光显微镜和Helmholtz 线圈组，电脑和磁泡畴显示器，控制器，及石榴石单晶磁泡薄膜样品及样品架六个主要部分组成。实验二、软磁材料磁特性的测量实
4、验目的1、认识软磁材料的磁化规律。2、测定样品的磁化曲线和磁致回线。3、测定样品的 、 、 等参数。CHrBS4、掌握软磁材料静磁特性的测量方法。实验仪器本实验采用 NIM-2000S 软磁材料直流磁性能自动测量系统进行测量。适用于软磁材料(如软磁铁氧体、铁镍合金、铁铝合金、硅钢片等)直流磁特性的测量。实验三、硬磁材料磁特性的测量实验目的1掌握硬磁材料磁特性测量的基本方法。2理解测量 Br，Hc，(BH)max 的方法。3加深对硬磁材料磁特性的理解。实验仪器NIM-2000HF 是一种全微机自动控制用于稀土永磁磁性能标准检测装置。测量采用电磁铁磁化样品并实现准静态扫描法, 这对永磁材料磁性能的
5、测量是非常重要也是必须的, 目的是在测量过程中通过缓慢增加磁化电流使磁通变化量 d/dt 为一常量, 从而避免测量过程中产生涡流以及产生磁场和磁极化强度之间的相角。本测量装置采用数据采集技术, 测量出材料的磁滞回线, 然后从定义出发计算出所有磁性参数, 获得很高重复性和准确性。实验四、磁电阻效应实验目的1初步了解磁电阻的概念。2掌握磁电阻的初步测量方法。实验仪器本实验仪主要有电磁铁、四探针样品架、数字毫特斯拉计、大功率恒流磁场电源、精密恒流电源、数字电压表等组成。实验五、多晶铁氧体磁致伸缩的研究实验目的1. 了解电桥法测量多晶铁磁体磁致伸缩系数的测量原理。2. 理解磁致伸缩系数 与磁化场 H
6、之间的关系。实验仪器本实验电阻的测量是通过非平衡电桥来测量的，用（120*17*5 毫米）的条形 Ni 块作为测量样品。实验六、转矩法测量磁各向异性常数实验目的1理解转矩法测量磁性材料各向异性常数的基本原理2测量磁性材料的转矩曲线并计算磁各向异性常数实验仪器转矩仪磁各向异性测量系统实验七、铁磁共振实验目的观察铁磁材料的共振现象；测量微波铁氧体的铁磁共振线宽 H；测量微波铁氧体的朗德因子值；培养学生掌握微波实验系统的调试和测试方法；实验仪器：微波铁磁共振实验系统实验八、亥姆霍茨线圈磁场的测量实验目的1、掌握磁场测量原理及如何用集成霍尔传感器测量磁场的方法；2、了解亥姆霍兹线圈产生磁场的特性。实验
7、仪器实验装置亥姆霍兹线圈实验平台、高灵敏度特斯拉计、直流稳压电源和毫安表组成。实验九、功率铁氧体损耗特性的测量实验目的1掌握功率铁氧体损耗特性测试方法2对功率铁氧体高频特性进行测量，确定其损耗特性及振幅磁导率随磁通密度的变化。实验仪器该实验由 JP8500 宽频功率函数发生器和 JP2581 宽频功率测量仪组成。用于测试磁性材料及器件功耗，分析磁性器件的基本特性。实验十、 利用爱普斯坦方圈测量硅钢片工频下的损耗实验目的1理解磁性材料损耗的概念。2掌握硅钢片交流损耗的测量方法。实验仪器本实验采用标准爱普斯坦方圈、交流电流表、电压表和瓦特计组成。实验十一、铁磁材料交流磁滞回线的测量实验目的1. 认识铁磁物质的磁化规律。2. 测定样品不同频率下的基本磁化曲线。3. 测量样品不同频率下的 Hc， Br， Hm， Bm 等参数。实验仪器：本实验由交流磁滞回线测量仪与计算机自动测试系统组成。制定人：吴东平审定人：批准人：日 期：2016.6.24
