Magnetochemistry and chemical synthesis

High magnetic field is one of the effective tools to control a chemical reaction and materials synthesis. In this review,we summarized the magnetic field effects on chemical reactions, such as reaction pathway, growth behavior of nanomaterials, product phase, and magnetic domain of materials. The surface spins and activity of catalysts under magnetic fields were also discussed.

Studies on multiferroic materials in high magnetic fields

In this article, studies on the magnetoelectric effects of multiferroic materials in high magnetic fields, particularly pulsed magnetic fields, are discussed and results for some representative ma- terials are presented. In the discussions on representative materials, the relationship between the crystallographic symmetry and the linear magnetoelectric effect in Cr203 is introduced. Then dras- tic changes in polarization caused by magnetic transitions are discussed through a case study of manganites with a perovskite4ype structure. In addition, high field studies on the magnetoelectric effects in BiFeO3, which is an exceptional multiferroic material, are presented and discussed in the framework of the Landau-Ginzburg theory.

磁场对合成乙酸乙酯的影响

关于磁场对某些物质物理性质的影响和化学反应影响的研究,近期越见活跃。

挤压式磁流变液阻尼器—转子系统的振动控制试验

以小型航空发动机的转子和支承结构为设计参考,设计和制造了一种支承在挤压式磁流变液阻尼器上的单盘转子系统,并试验研究了在不同控制电流条件下系统的不平衡响应特性。试验发现,磁拉力对一阶临界转速和临界振幅的影响可以忽略;油膜反力可降低转子系统在无阻尼临界转速处的振幅,并使临界转速增加。根据这一特性,提出用开关控制能使阻尼器具有最佳的减振效果。研究表明,挤压式磁流变液阻尼器具有结构简单、控振效果明显、反馈迅速等特点,在高速柔性转子系统的振动控制中极具应用前景。

材料制备及加工中的磁化学研究及应用

简要描述了磁化学在建筑材料、无机功能材料、高分子材料及金属材料领域的应用 ,论述了磁效应机理的研究现状 。

一维平面磁驱动等熵加载发射飞片技术

探索了一维平面磁驱动发射飞片的实验技术,实现了在一个样品上同时发射两个不同厚度的飞片,并利用VISAR测试技术同时获得了两个飞片自由面完整的速度历史。其中在回路放电峰值电流密度为823 kA/cm的情况下,在上升前沿2μs内将厚度为0.38 mm、直径为4 mm的铝飞片发射到1.5 km/s,作用在飞片上的最大磁压力为4.25 GPa。显微分析发现,在飞片速度较高的情况下,飞片与镗孔底部剪切破坏的断口上,由于凝固过程中过冷度大有非晶等现象出现。进一步促进了磁驱动等熵加载、发射飞片实验技术、物态方程研究的开展。

低频磁场屏蔽材料的复合结构与屏蔽性能研究

针对10～100 kHz的低频磁场设计了几种屏蔽材料的复合结构,研究不同屏蔽材料对低频磁场的屏蔽效能。结果表明:低频磁场的屏蔽效能主要与材料的磁导率和电导率有关,屏蔽效能随磁场频率的增加而增加;对于不同频率的磁场,通过调整屏蔽材料的复合结构,能够以较低的厚度获得较高屏蔽效能。

真空与磁场热处理改善FeCo合金的软磁性能

针对发电机中转子用FeCo合金 (国产牌号 1J2 2 )进行了组织结构与磁性能的研究 .通过对该合金进行真空处理以及磁场热处理 ,研究了组织结构对软磁性能的影响规律 ;研究了附加磁场强度以及热处理温度对磁场处理效果的影响 ,并结合该合金的磁致伸缩伸缩系数的变化规律 ,分析了磁场热处理效果的微观机制 .当合金组织为轧制态时 ,磁场热处理效果不明显 ;在合金的再结晶温度以上进行磁场热处理时 ,获得了显著的磁场热处理效果 ,矫顽力下降至 72A m( 0 9Oe)

抗磁性物质磁悬浮方法在空间生物学与生物技术中的应用

失重是特定空间运动条件下的重要环境物理特征之一,一般以微重力环境来表示.几十年来人类利用空间失重环境进行了多学科领域的科学研究与探索.由于真实空间失重环境下科学实验机会稀少,人类为研究空间失重环境或效应,开发了多种地基的空间模拟实验技术方法.然而,对于空间生物学和空间生物技术研究而言,已有的各种模拟实验技术手段在原理上和应用上均存在一定的局限性.本文介绍了抗磁性物质在大梯度强磁场中的悬浮现象,及将其用于模拟空间失重环境的方法与原理;简述了近年来利用抗磁性物质悬浮方法进行生物大分子晶体生长、分子细胞生物学及整体生物学等方面研究与应用的进展.

城市附加磁场与土体结构强度的磁效应机理

从分析城市附加磁场的六种表现形式着手,进行了初步模拟试验,揭示了土体结构强度与城市附加磁场密切相关.提出了土体结构强度磁效应的观点,即城市附加磁场通过几何磁效应、电荷磁效应和磁化学效应以及土体磁敏性元素共同作用来实现对土体性状的影响,改变土的细观结构和结构强度.

磁场效应在环境保护中的应用

描述了磁场效应在工业给水的阻垢防垢、灭菌除藻以及废水、废气、固体废物处理等方面的作用。讨论了磁场效应在环境保护中的作用机理。磁技术具有节能、经济、简单和环保等优点 。

La_(0.67-x)Ca_(0.33)MnO_3系列样品的磁热效应

用溶胶-凝胶法制备了不同空位浓度掺杂的La0.67-xCa0.33MnO3系列样品(x=0.00,0.02,0.06,0.10),用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形态和颗粒大小,X射线衍射实验结果显示样品为单相钙钛矿结构,用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁化强度随温度变化的M-T曲线和起始磁化M-H曲线.研究了空位浓度对样品的居里温度Tc和磁熵变的影响.结果表明,空位浓度的掺杂将样品的居里温度Tc提高至室温附近,磁熵变得到增强.对于经历了一级相变的样品La0.67-xCa0.33MnO3(x=0.02),在居里温度Tc(277 K)附近和1 T外磁场下,最大磁熵变达到了2.78 J/(kg·K).

磁制冷材料在不同温度下的M-H曲线测量方法及设备的研究

为了选择合适的磁制冷材料 ,得到材料的磁热效应 ,即 Δ S- T曲线 ,必须测出材料在不同温度下的 M- H曲线。我们采用脉冲磁场的方式提供测试所需的高磁场 ,自行研制了符合测试精度要求的 M- H曲线测试装置 ,测试了金属 Gd的 - 5 0℃～ 5 0℃之间的每隔 10℃的不同温度下的 M- H曲线。

受控等效光速减缓及其在磁场强度测量中的应用

提出一种基于等效光速减缓的光纤磁场强度传感方法,可用于细长型沿轴线呈线性分布的线圈的场强测量。工作时,多束激光可在光折变光纤内写入固定和移动两种光栅。将光纤置于特定磁场中,磁光效应导致部分光栅失效,从而改变了光速的等效减缓量。实测减缓量即可间接测得磁场强度值。

利用磁致频移提高磁阻抗效应

用4294A型阻抗分析仪研究Fe基纳米晶薄带(FNR)两种驱动模式(LC模式和L模式)的磁阻抗,发现LC模式阻抗频谱在外磁场作用下有显著的频移现象.利用这种频移现象,在选择LC模式的情况下,当驱动电流频率接近0磁场阻抗频谱峰频率时,磁阻抗比值达到24.28,比L模式的0.28大得多;磁敏线性区间为0～1 669.5 A/m,比L模式的0～70 A/m扩大20多倍.该结果在实际应用中有利于提高FNR磁敏传感器的灵敏度和扩大磁敏线性区间;用原子力显微镜(AFM)观察FNR表面和经氢氟酸溶液腐蚀的FNR结构表明,FNR内部存在10～30 nm的晶粒被非晶成分胶联的结构,这是FNR在LC驱动模式下具有显著磁致频移现象的内在因素.

固体材料中价电子正则动量影响因素分析

分析了正则方程和正则动量的物理意义,讨论了由正则方程向薛定谔方程过渡的物理依据,认为正则方程和薛定谔方程都是研究有心力场中单粒子运动问题的.正则动量是与粒子在有心力场中的能态相对应的动量,影响正则动量的分别是温度和外场.温度只影响固体材料中价电子的正则动量,外场既影响固体材料中价电子的正则动量,也影响其定向运动动量.

双磁盘磁力钝化机理与实验研究

为研究磁盘间隙对磁力刀具钝化的影响以及准确预测钝化材料去除率,基于磁力刀具钝化实验进行了相应的探索。首先,基于电荷模型分析了永磁体外部空间的磁场强度,并计算出双磁盘磁力钝化磁场强度;其次,基于双磁盘磁场强度以及钝化压力,分析出刀具截面切向力与法向力分布,建立双磁盘磁力钝化材料去除率模型;最后,进行了不同磁盘间隙的磁力刀具钝化实验。结果表明,材料去除率随着磁盘间隙的增大而减小,揭示了双磁盘磁力钝化机理;同时,材料去除率预测误差小于20%,验证了双磁盘磁力钝化材料去除率模型的准确性。

速率加载历史对铁磁性材料压磁磁场演变规律的影响

以往的研究已经证明加载速率会对铁磁性材料的力学行为和周围压磁磁场产生影响,为了进一步研究历史加载速率对后续压磁磁场演变规律的作用,对Q345工程结构钢进行了一系列循环拉伸试验,采用磁通仪对试件压磁磁场进行在线监测,研究试件在经历不同的历史加载速率后,其压磁磁场的演变规律。结果表明:加载速率历史是影响压磁磁场演变的重要因素之一。

应力加载历史对铁磁性材料压磁磁场演变规律的影响

为了进一步明确历史应力对材料疲劳性能的影响,引入了压磁磁场作为新的损伤指标,对30Cr合金钢进行了循环变幅应力逐级加载试验,采用磁通门磁通仪对试件周围磁场进行整个加载过程中的在线监测,研究了试件在经历了不同的历史最大应力后,其压磁磁场在循环应力作用下的演变规律,并且分析了压磁磁场在材料发生不同程度的疲劳损伤时的特征表现。对其进行分析的结果表明:历史最大应力使得材料内部发生位错和微裂纹,对后续的疲劳加载有明显的影响。

非富勒烯有机太阳能电池研究进展:从器件物理到磁场效应

非富勒烯受体(NFA)材料是现阶段非常受欢迎的有机光电材料之一。基于非富勒烯受体的有机体异质结(BHJ)太阳能电池发展迅速,其单结能量转换效率(PCE)现已达到18%。有机半导体中单线态与三线态在磁场作用下的相互转换会影响其电子-空穴的解离与复合,从而对光伏性能有一定的影响。此外,三线态激子寿命和扩散距离较长,三线态-电荷反应的几率较大,增加光电流,使得三线态材料对于光伏性能的提高具有一定的作用。因此,本文主要从以下几个方面对非富勒烯有机太阳能电池进行叙述,首先讨论了有机太阳能电池中电荷分离、重组及能量损失对开路电压的影响;其次总结了有机太阳能电池磁场下自旋依赖的光物理过程及三线态材料在有机太阳能电池中的应用,了解二者对提高光伏性能的影响;最后对有机光伏性能的进一步提高以及有机半导体磁场下的自旋问题进行了展望。