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磁場設(shè)備介紹
點擊次數(shù)：783 發(fā)布時間：2023-11-7
磁學是物理學最古老的研究領(lǐng)域之一，目前仍然充滿了生機活力。對于磁性物理的科學研究、磁性材料相關(guān)的探索來說，磁場設(shè)備bi不可少，因為在外加磁場的作用下，樣品會表現(xiàn)出特殊的物理性質(zhì)，并帶來了巨大的應用前景，比如霍爾效應、磁阻效應、各類磁性材料、磁性傳感器、自旋電子學、超導材料等。
那平常我們用到的磁性設(shè)備主要有哪些呢？這里主要分為兩大類，一類是普通的磁場設(shè)備，這類設(shè)備主要包括，電磁鐵、亥姆霍茲線圈、螺線管等磁性產(chǎn)品。
另一類是超導磁場設(shè)備，主要是各類超導磁體。兩者的主要區(qū)別在于，普通磁場設(shè)備使用的是普通導線繞制，超導磁體使用的是超導線材繞制，具體有哪些方面的不同，我們下期再來討論！
磁場設(shè)備主要有普通的磁場設(shè)備和超導磁場設(shè)備。除了永磁鐵暫時不做討論之外，我們先來聊一下普通電磁場的設(shè)備。
普通電磁場設(shè)備主要有電磁鐵、亥姆霍茲線圈、螺線管等，一般來說，電磁鐵能夠滿足3T以下的磁場使用需求。螺線管的磁場強度一般在幾百高斯或者一千多高斯左右，極限在幾千高斯。亥姆霍茲線圈的磁場強度一般在幾高斯、幾十高斯、極限在幾百高斯。
電磁鐵與另外兩類的差別主要是電磁鐵具有鐵芯，磁場強度更高。螺線管和亥姆霍茲線圈沒有鐵芯，磁場強度較弱。電磁鐵和亥姆霍茲線圈有一維、二維、三維之分，螺線管一般是一個獨立的一維磁場。對于特殊的應用場景和磁場使用需求，一般會有針對性的解決方案和du特設(shè)計。
現(xiàn)在我們來聊一聊超導磁體相關(guān)的內(nèi)容。
超導磁體是指低溫下用具有高轉(zhuǎn)變溫度和臨界磁場特別高的第二類超導體制成線圈的一種電磁體。它的主要特點是無導線電阻產(chǎn)生的電損耗，也沒有因鐵芯存在而產(chǎn)生的磁損耗，具有很強的實用價值。在工業(yè)和科研上應用極廣，但它必須在液態(tài)氦溫度下工作，成本較高。
超導磁體在很多方面都比常規(guī)磁體*：
①超導磁體穩(wěn)定運行時本身沒有焦耳熱的損耗，對于需要在較大空間中獲得直流強磁場的磁體，這一點尤為突出，可以大量節(jié)約能源，且所需的勵磁功率很小
②超導材料可以有很高的電流密度，因此超導磁體體積小，重量輕，而且可以較容易地滿足關(guān)于高均勻度或高磁場梯度等方面的特殊要求。
目前，超導磁體一般可以產(chǎn)生3-18T，以及20T以上的強磁場，對于一些特殊領(lǐng)域的研究，如強磁場中凝聚態(tài)物理學研究、強磁場下的核磁共振研究、強磁場下物性研究等方面，強磁場條件bi不可少，而且隨著磁場強度的提高，將會產(chǎn)生新的前沿性課題，對科學的發(fā)展和新技術(shù)、新材料的開發(fā)和應用具有重要的意義。
