CHƢƠNG 2 : CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.5. Từ kế mẫu rung (VSM)
Hình 2.7. Máy đo từ kế mẫu rung
Từ kế mẫu rung (VSM) là một dụng cụ để đo các tính chất từ, được phát minh bởi Simon Foner vào năm 1955 tại phịng thí nghiệm Lincohn MIT [11].
VSM hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday. VSM được dùng để đo các đặc tính của vật liệu từ [18].
VSM hoạt động khi đặt mẫu được nghiên cứu trong một từ trường đều. Từ trường có tác dụng từ hóa mẫu bằng việc sắp xếp thẳng hàng các đômen từ theo hướng từ trường. Momen lưỡng cực từ của mẫu sẽ tạo ra từ trường xung quanh mẫu. Khi mẫu di chuyển lên xuống, từ trường này sẽ biến đổi theo thời gian và được dị bởi các cuộn thu tín hiệu (pickup) [9].
Các bộ phận của VSM:
VSM về cơ bản bao gồm 10 bộ phận:
Nước làm mát nam châm và nguồn điện: Nước làm mát nam châm và nguồn điện giúp tạo ra tư trường khơng đổi để làm từ hóa mẫu.
Bộ kích thích dao động và giá đỡ mẫu: Thanh đỡ mẫu được gắn với bộ kích thích dao động. Bộ kích thích dao động di chuyển mẫu lên xuống với tần số 85Hz. Thanh mẫu có thể quay để đạt được hướng mong muốn của mẫu. Có 3 núm để điều chỉnh vị trí x, y, z của mẫu.
Đầu dò Hall
Control chassis Khung điều khiển: Điều chỉnh tần số dao động 85Hz.
Khuếch đại Lock in: Bộ khuếch đại này được tinh chỉnh để bắt được chỉ những tín hiệu ở một tần số nhất định. Điều này giúp làm giảm nhiễu từ môi trường.
Đồng hồ: Để đo một số thứ quan trọng.
Phần mềm máy tính: Phần mềm để tập hợp dữ liệu dễ dàng bằng cách tự động điều chỉnh các thành phần trong quá trình thu thập dữ liệu. Dữ liệu có thể được biểu diễn bằng đồ thị [11].
Hình 2.8. Mơ hình từ kế mẫu rung
Phương pháp đo có thể được mơ tả vắn tắt như sau:
Mẫu đo được gắn vào một thanh rung khơng từ tính theo phương thẳng đứng (tần số rung trong khoảng 50–80 Hz), và được đặt vào một vùng từ trường đều tạo bởi 2 cực của nam châm điện. Nam châm điện một chiều tạo từ trường tác dụng vào mẫu có cường độ thay đổi trong khoảng 13400Oe. Mẫu là vật liệu từ nên trong từ trường thì nó được từ hóa và tạo ra từ trường. Dưới tác dụng của từ trường này trong mẫu xuất hiện momen từ M. Khi ta rung mẫu với tần số nhất định, từ thông do mẫu tạo ra xuyên qua cuộn dây thu tín hiệu sẽ biến thiên và sinh ra suất điện động
cảm ứng V, có giá trị tỉ lệ với mômen từ M của mẫu. Trên cơ sở đó xác định được từ độ của mẫu.
Ta có:
0 / 0 /
V N d dt NA dB dt NAd HM dt NAdM dt (2.2)
trong đó: A là tiết diện của dây. N là số vòng dây.
Tín hiệu V thu nhận được sau khi qua các bộ biến điệu từ thích hợp cho phép ta đo được giá trị M cần biết [3;4].
Các mẫu được tiến hành đo từ kế mẫu rung (VSM) bằng thiết bị VSM Lakeshore 7407 tại khoa Vật lý Kĩ thuật và Công nghệ Nano – Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội.