자성재료 실험

소개글

자성재료와 실험 장비인 VSM에 관한 레포트 입니다.

목차

VSM의 작동 원리 및 측정방법
1. VSM의 작동 원리
1) VSM의 기본원리
2) VSM의 작동원리
3) 측정 가능 Data
2. VSM의 측정 방법

자성재료의 종류와 특성
1)강자성(ferromagnetism)
2)상자성(paramagnetism)
3)반자성(diamagnetism)

본문내용

1. VSM의 작동 원리
1) VSM의 기본원리
VSM은 Hall probe에 의해서 가한 인가 자장을 기록하고 시료의 자화 값은 패러데이 법칙에 의해서 시료에 진동을 가할 때 얻어지는 기전력을 기록하여 시료의 자화 값을 측정한다.
패러데이(Faraday)법칙은 만약 막대자석의 N극을 코일 쪽으로 향하게 하여 코일 쪽으로 밀면 검류계가 움직이며 코일에 전류가 흐름을 알 수 있다. 이러한 결과로 나타나는 전류를 유도전류라 하고 유도기전력에 의해 만들어 졌다고 한다.
VSM은 이러한 기본 작동 원리에 의하여 시료에 진동을 가할 시 발생하는 유도기전력을 search coil에서 검출하여 이 기전력에 의해 시료의 자화 값을 측정하는 방법이다.
재료의 자기적 특성을 자기장, 온도, 시간의 함수로 간단히 측정할 수 있으며, 최대 2테슬라의 자력과 2 K to 1273K 온도범위의 빠른 측정이 가능하다. 또한 모든 형태의 시료(power, solid, thinfilms, single crystals, liquids, etc)를 측정할 수 있다.

2) VSM의 작동원리
자성체에 magnetic field를 가하면 물질 속에 있는 원자의 magnetic moment에 영향을 주어 magnetization을 일으킨다. magnetic field H내에서 magnetic moment m을 갖는 자성에 주위에 pick-up coil을 놓으면 magnetic flux는 pick-up coil을 통과하게 되고 이때 자성체를 진동시키면 pick-up coil을 통과하는 자속의 변화가 발생 이러한 자속 변화에 의해 (Faraday`s law에 의하여) pick-up coil에 기전력(e)이 유도

(가정)
-시편의 진동폭<< 시편과 pick-up coil사이의 거리
-시편의 크기 : very small magnetic moment m이 한 점에서만 존재한다면 -> Magnetic Dipole Moment와 같다고 할 수 있음
-시편이 일정한 frequency와 amplitude로 sinusoidal function(정현파 함수)으로 진동한다면 pick-up coil에 유기되는 기전력은 pick-up coil을 지나는 자속의 변화로 나타낼 수 있음

e = kmfA

다시 말해서, 전자석과 진동 장치를 이용하여 자성물질의 Hysteresis Properties를 측정, 전자석과 자성물질에 의하여 발생된 waveform이 진동 장치로 전달되어 아날로그-디지털 전환기를 거쳐 신호가 증폭되어 측정하는 것이다.

참고 자료

http://100.naver.com/100.nhn?docid=70644
http://kbank.nate.com/qna/qnaRead.do?TableCode=16&questionID=47524
http://physics.yeungnam.ac.kr/3-lab.html
http://search.empas.com/search/img.html?fv=V&q=vsm&qn=&m=B&cw=1&n=3