Magnetic Hills

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乐永康

—- A small amount of a ferrofluid placed in an inhomogeneous magnetic field forms hilllike structures. Investigate how the properties of these structures depend on relevant parameters.

—- 少量铁磁流体置于非均匀磁场内会形成丘状结构。探究相关参数对这些结构性质的影响。

研究思路

通过查阅文献可以发现，磁流体的pattern变化存在一个回滞现象，也就是说我们面对的是应当是一个多极值点的能量最低问题。

实验上我们计划采用文献中提到的装置（如图）

对pattern变化的临界点进行测量，检验文献中临界值在现有实验材料中的准确值，作出相图。

下图为文献中的相图，可以看出能量曲线存在着极值点，这很可能是回滞现象的起因

对其中不同pattern出现条件的边值进行考察

通过分光皿的特殊结构对单峰现象进行探究，重现回滞现象，测量实验值进行作图。由于初始条件不同，对文献中提及的模型进行适当修正。

图中是文献中给出的回滞曲线

计划采用类似方法作一张回滞曲线图

第一步：测量现有铁磁流体的磁导率

方案一：

向线圈中通入恒定电流，中心部分可近似为匀强磁场（已知）。

将磁流体注入比色皿（比色皿结构如下图），形成柱状。

将探测线圈包围比色皿，探测线圈连着冲击检流计。在磁流体已被磁化之后，断开线圈中的电流，得到冲击检流计中通过电荷量，可得磁流体退磁化过程中磁通变化，进而求得磁导率。

修正：由于磁流体既是软磁性材料又是铁磁性材料，磁导率是磁场强度的函数。同时pattern对磁场强度的影响不大，可对其做近似处理（最好估计出误差范围）。

关于器材：

之前借来的亥姆霍兹线圈所能产生的磁感应强度在8~9mT,而产生一级峰所需的磁感应强度大概在18~20mT，所以需要更多匝数的线圈，需要铁芯的支持。

获得量程很大的数字高斯计一部，小心使用。

从秦学长箱子中发现的磁铁表面磁感应强度达到170mT，真是一块好磁铁。

当前计划：解决实验器材问题后作出单峰的回滞曲线，目前已可观察到明显的回滞现象。

很久没有更新，抱歉

实验装置

— 俸昊嵘 2017/06/16 12:06

在线圈中间放入铁芯，并用书垫高、找平，使铁芯与容器底不致过近。

测量方法是利用滑动变阻器做到电流表分度值内连续变化，同时拍摄磁流体变化与电流表示数变化，而后对视频进行对比分析

下图是实测的磁滞回线，后部没有重合可能是弛豫时间较长

下一步测出铁磁流体的表面张力系数及磁导率

表面张力系数测量

实验装置（拉脱法）：

测得所用磁流体表面张力系数约为γ=38mN/m。 — 俸昊嵘 2017/06/16 12:27

magnetic_hills期末演示.pptx

最近更新课题界面的小组好像挺少的。铁磁流体是一种很麻烦的液体，它的密度很大以至于用移液枪吸起之后会从枪头口处自发流出，操作上要迅速。但它又容易溅出，还难擦除，真是一种磨人的材料。 — 栗子 2017/05/19 21:47
你们对样品体积大小有严格要求吗？否则无需用移液管。若用移液管可以将样品吸得高一些。 — 乐永康 2017/05/30 14:56