粒径分布对磁铁矿磁化率变温曲线的影响

2010-7-22 00:00 来源: 地质与地球物理研究所
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粒径分布和矫顽力对κ-T 曲线的影响

  磁化率作为衡量物质被磁化难易程度的物理量,在环境磁学中有着广泛的应用。通常,磁化率受磁性矿物的种类、含量、相互作用、粒径大小、分布以及测量频率和测量温度等多种因素影响。为了正确判断样品磁化率可能反映的环境信息,识别出粒径分布对于磁化率的影响非常关键。前人利用合成磁性矿物研究过粒径分布对于磁化率的影响,但由于样品粒度以及强磁相互作用难以控制,实验并不能给出定量关系;而利用模拟手段研究如何通过磁化率反演粒径分布信息的工作也并不完善。

  中科院地质与地球物理研究所古地磁与年代学实验室的硕士研究生赵翔宇和导师刘青松研究员利用经典的Néel理论与粒径分布的概念构建模型,模拟了单畴磁铁矿的磁化率随温度变化(κ-T)曲线。研究表明,磁铁矿的粒径分布能够影响磁化率及解阻温度,首先,κ-T曲线上因磁铁矿解阻形成的Hopkinson峰随分布变宽而变宽;其次,增加中值粒径或增加分布宽度可以使解阻温度明显升高;另外,磁化率最大值与粒径分布宽度具有对数函数关系。利用该模型对黄土样品加热产物的κ-T曲线进行拟合,得到了较好的效果,说明该模型对于反演天然样品的粒径分布具有一定的实用性。

  该成果已发表在中国科学D辑英文版(Zhao X Y, Liu Q S. Effects of the grain size distribution on the temperature-dependent magnetic susceptibility of magnetite nanoparticles. Sci China Earth Sci, 2010, 53: 1071–1078)。