磁天平法测量磁流体磁化特性实验研究
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【摘 要】利用古埃磁天平进行测量磁流体磁化特性，较好地验证了磁流体具有强磁性，磁化特性曲线中没有磁滞回线的特点。且对磁化强度与磁场强度的关系曲线进行了方程拟合，实验结果与磁流体理论基本一致。
【关键词】磁流体； 分析天平； 磁化特性
引言
磁性材料在近代科学技术中得到广泛应用，不断探索研究新的磁性材料的性质，具有十分重大的意义，其中 磁流体成为纳米磁性材料中的一个新热点。磁流体材料是由纳米强磁性粒子、基液以及表面活性剂三者混合而成的一种稳定胶状溶液。该流体在静态时无磁吸引力，当外加磁场作用时，才表现出有磁性。由于这种胶状液体既有固体磁性材料的强磁性，又有液体的流动性，以及许多其它固体磁性材料与液体物质所不具有的特殊性质，因此作为一种特殊磁性材料，磁流体具有强磁性特点，但又与通常的铁磁性物质不同，其磁化特性曲线中不存在剩磁和矫顽力。用磁天平进行磁化特性的测量是一种常用的材料磁特性测量方法，它具有简便、快速、直观，能对顺磁或反磁的固体和液体进行测量等优点。笔者4种不同材料磁流体，采用磁天平对其磁化强度与磁场强度的关系进行测量，并求得磁化强度与磁场强度的关系曲线，此实验结果与磁流体的理论基本一致，该实验方法及实验内容可在相关科研和大学物理实验中应用。
2.磁化特性测量原理
磁流体的磁化特性采用古埃磁天平原理进行测量，其工作原理图如图1所示。将样品装入圆柱形玻璃样品
图1古埃磁天平工作原理示意图
管中，悬挂在电子天平的一个臂上，使样品中心处于电磁铁两极的中心（即均匀磁场区域），此处磁场强度最大。样品的顶端离磁场中心较远，磁场强度很弱，整个样品处于一个非均匀的磁场中。由于沿样品的轴心z方向，存在一个磁场强度梯度，故样品沿Z轴方向受到磁力作用，大小为：
fz=∫H0H（x-x空） （1）
式中H为磁场中心磁场强度，H0为样品顶端处的磁场强度，x为样品体积磁化率，x空为空气的体积磁化率，S为样品的截面积（位于X、Y平面）， 为真空磁导率。
通常H0即为当地的地磁场强度，一般可略去不计，作用于样品的力可表示为：
由于天平分别装有被测样品的样品管和不装样品的空样品管在...
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