Un análisis completo del principio básico del magnetómetro de muestra vibratoria (VSM)

Un análisis completo del principio básico del magnetómetro de muestra vibratoria (VSM)

A Magnetómetro de muestra vibrante (VSM)es una poderosa herramienta analítica utilizada para medir elpropiedades magnéticasde materiales. Se aplica comúnmente en una amplia gama de materiales magnéticos, que incluyen:

• Ferromagnético
• Ferrimagnético
• Antiferromagnético
• Paramagnético
• Diamagnéticomateriales

VSM juega un papel fundamental en la investigación magnética de imanes permanentes de tierras raras, ferritas, materiales amorfos y cuasicristalinos, superconductores, aleaciones magnéticas, compuestos e incluso materiales biológicos como proteínas magnéticas.

Con VSM, propiedades magnéticas intrínsecas como:

• Magnetización de saturación (MS o σs)
• Temperatura curie (TC)
• Coercitividad (HC)
• Magnetización remanente (MR)

se puede detectar con precisión. Después de estimar elFactor de desmagnetización (N)En la dirección de medición de la muestra, parámetros magnéticos adicionales como:

• Inducción de saturación (BS)
• Campo coercitivo (BHC)
• Producto de energía máxima ((BH) Max)

también se puede calcular. Además, analizando elbucle de histéresis, se puede evaluar el comportamiento magnético general de la muestra.

Un magnetómetro de muestra vibrante generalmente consta de tres sistemas principales:

• Sistema de electroimán- Genera un campo magnético uniforme.
• Sistema de vibración de muestra- obliga a la muestra a vibrar a una frecuencia constante.
• Sistema de detección de señales- Mide el voltaje inducido creado por la muestra magnética vibrante.

El principio operativo de un VSM se basa enLey de inducción electromagnética de Faradayy elvibración de una muestra magnetizadaen un campo magnético. Así es como funciona:

Iniciación de vibración:
Un oscilador suministra una corriente sinusoidal a la bobina de accionamiento de la cabeza de vibración. Esto provoca la varilla de vibración unida y la muestra montada en IT-para vibrar a una frecuencia establecida (Ω), típicamente unas pocas decenas de Hz.

Respuesta magnética:
A medida que la muestra vibra dentro del campo magnético aplicado (H), produce uncampo dipolo magnético variable en el tiempo. Este campo induce unvoltaje alternoEn las bobinas de detección estacionarias colocadas cerca.

Detección de señal y amplificación:
La señal inducida, que tiene la misma frecuencia (Ω) que la señal de referencia del oscilador, se alimenta a unamplificador de fase. Este amplificador solo procesa señales que coinciden con la frecuencia y la fase de la referencia, filtrando así el ruido y las señales no relacionadas.

Voltaje de salida:

A Voltaje de salida de CC (Vₘ)se genera, que esproporcional al momento magnético totalde la muestra.

También se mide un segundo voltaje de salida (Vₕ), proporcional al campo magnetizante aplicado (H).

Análisis de datos:
Al trazar Vₘ versus Vₕ, uncurva de magnetización o bucle de histéresisse obtiene. Este gráfico proporciona información crítica sobre el comportamiento magnético de la muestra, como cómo responde a los campos externos y cómo conserva el magnetismo.

VSM es un instrumento versátil y preciso para investigar las características magnéticas de una amplia variedad de materiales. Su capacidad para medir los parámetros fundamentales, como la magnetización de la saturación, la coercitividad y la remanencia magnética, lo hace indispensable en los campos de la ciencia de los materiales, la física, la electrónica y la investigación biomédica.

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