[发明专利]强磁材料动态微磁结构观测装置及观测方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及一种运用磁力显微镜观测强磁材料块体动态微磁结构的观测装置及观测方法。

背景技术

目前，在高科技领域迫切需要运用高性能磁性材料来使得器件的设计更加简单和快捷，同时也迫切需要了解作为其核心器件中所应用的磁性材料在各种服役状态下的微磁结构，以有助于判断材料的使用寿命和所适应的环境条件。

磁力显微镜（MFM，Magnetic force microscopy）具有高的横向分辨率和易操作性，其使用试样制备较简单，被广泛用于表征磁性材料的微磁结构。其主要原理是通过磁性针尖和试样表面的杂散磁场发生相互作用，给出表面磁畴，精细畴结构，畴壁及其微结构的信息。磁力显微镜表征过程中的一个至关重要的问题是微磁结构的准确测量。在进行测量时，磁探针不应该干扰或改变试样表面的微磁结构，同样地，试样表面的杂散磁场也不应该使磁探针的状态如磁化方向和微磁结构发生变化。

对于强磁材料块体，如钕铁硼，钐钴等材料来说，热退磁态试样表面的杂散磁场很大，极易改变磁探针的磁化状态，进而无法得到真正的试样微磁结构。研究中发现，对于强磁材料，可以用高矫顽力的磁探针来表征热退磁态试样的静态微磁结构。可是作为磁路磁源的强磁材料块体均是带磁的，即材料具有很强的表面退磁场。这时仅采用高矫顽力磁探针并不能观测到试样的真实动态微磁结构。一旦块体试样充磁后处于剩磁态或部分退磁态时，由于退磁场的存在，必将在试样四周形成磁闭合回路。而磁力显微镜探测的是试样表面的磁场，因而形成闭合回路的磁场也必将被探测到，且这种强的磁场会改变磁探针的状态，因此无法得到试样的真实动态微磁结构。

发明内容

本发明提供一种运用磁力显微镜观测强磁材料动态微磁结构的观测装置及观测方法，解决了观测强磁材料动态的剩磁态或退磁态的技术难题。在本发明提出以前，还没有文献公开能够运用磁力显微镜直接观测强磁性材料的剩磁态微磁结构的装置或方法。

本发明通过以下技术方案来实现其目的，本发明的一方面是提供一种强磁材料动态微磁结构观测装置，包括磁力显微镜，其特点在于所述观测装置是由软磁材料构成的长方体组成，在长方体上设置有凹形槽，强磁材料试样设置在凹形槽中。本发明的另一方面是提供一种强磁材料动态微磁结构观测方法，其特点在于，首先制作强磁材料试样，将强磁材料试样的表面进行磨抛处理，将试样进行饱和充磁或者经过部分退磁处理，然后将试样放置于强磁材料动态微磁结构观测装置凹形槽中，强磁材料试样尺寸与凹形槽尺寸相匹配，使试样的上表面与观测装置凹形槽的上表面处于同一水平面上，采用磁力显微镜对试样的动态微磁结构进行观测。

本发明所述的强磁材料动态微磁结构观测装置是由高饱和磁化强度及高导磁率的软磁材料构成;本发明所述的强磁材料为钕铁硼，钐钴，铁氧体，铝镍钴，铁铬钴中的一种或几种。

本发明的有益效果在于：

本发明通过采用软磁材料所构成的动态微磁结构观测装置，成功地运用磁力显微镜观测到强磁材料块体的真实动态微磁结构。在运用磁力显微镜观测强磁性材料块体时，不仅可以观测热退磁态的动态情形，而且还可以观测剩磁态以及部分退磁态的微磁结构演变状态。本发明的装置结构简单，操作方法简便可行，观测到的结果真实，有助于研究人员分析判断材料的使用寿命和所适应的环境条件。

附图说明

图1为本发明观测装置的使用结构示意图；

图2为采用本发明的方法观测到的其中一种强磁材料的微磁结构；

图3为采用本发明的方法观测到的另一种强磁材料的微磁结构；

图4为采用本发明的方法观测到的又一种强磁材料的微磁结构。

具体实施方式

以下结合附图以及示例性实施例，进一步详细描述本发明的设计思想以及形成机理，以使本发明的技术解决方案更加清楚。