העבודה בוצעה בתמיכתו הכספית EPSRC תחת גרנט EP/K027956/2. כל הנתונים המשמשים כבסיס מאחורי המאמר הזה ניתן לגשת של המחבר המקביל.

1. הכנה של דגימות תחום הדמיה עם מדידת BH ב באתרו <ol><li>מכונת שני בצורת U חלקים (חלקים A ו- B) מ הפלדה של עניין, כפי שמוצג באיור 1, על ידי פריקה חשמל עיבוד שבבי (EDM). שימו לב ההבדל בין שני החלקים, כלומר 1 מ מ עבה יותר החלק האופקי של 1 מ מ chamfering בחלק א', שנועדו להבטיח ידוע, צריך עובי (1.5 מ"מ בעיתון הזה) לאחר המדגם (חלק א) הוא רכוב על הקרקע (ראה איור 1 עבור מידות ונהלים 2.1 2.4 לפרטים נוספים).</li>
</ol> 2. הכנת דוגמאות Metallographic <ol><li>חמים-דחיסה הר חלק א', רצוי באמצעות תרכובות המייצרים הר שקוף. 
	התראה: השתמש את הסכום הנכון של תרכובות למנוע פגיעה המדגם במהלך הדחיסה הרכבה. העובי הסופי של ההר צריך להיות גדול מהגובה של המדגם 5-10 מ"מ. ראוי לציין שיש מתח שיורית הנגרמת על ידי הרכבה דחיסה, ואשר עלולה להוביל ואז כמה אפקטים על מבנה תחום.
	<ol><li>מקום חלק א', עם שתי הרגליים כלפי מעלה, לתבנית של המכונה דחיסה-הרכבה-</li>
		<li>להוסיף כ 20 מ ל אבקת מתחם חומצתי לתבנית.</li>
		<li>להתחיל מחזור הרכבה עם הפרמטרים הבאים: חימום זמן - 4.5 דקות, קירור זמן - 4 דקות, הלחץ - 290 בר וטמפרטורה - 180 מעלות צלזיוס</li>
		<li>להוציא את ההר סיום המחזור וסמנו את העובי. זה צריך להיות בין 20-25 מ מ.</li>
	</ol></li> <li>לטחון את הצד של המדגם נטענים עם שתי הרגליים של המדגם בצורת פרסה מול זה באמצעות 320 חצץ SiC נייר על מכונת שחיקה עד הבסיס של הרגליים מתגלים על פני השטח. 
	הערה: שחיקה אוטומטי מומלץ להבטיח שני משטחים שטוחים על הר מקבילים לאחר טחינת.</li>
	<li>לטחון בצד השני של ההר, הסימון לעתים קרובות עד החלק השטוח של פני השטח מדגם בצורת U מראה, לטחון עד המשטח המלבני מתגלה.</li>
	<li>למדוד את האורך של המדגם חשף שימוש של caliper המשך שחיקה בקפידה, למדוד בתדירות גבוהה. אורך מדגם חשף יגדיל בתחילה עם שחיקה (בדרך כלל מעט מעל 23 מ מ כאשר נחשף הצורה המלבנית הראשונית). תפסיק לשפשף ברגע אורכו מגיע ל- 25.05 ± 0.05 מ"מ. בשלב זה, הדוגמה מלוטש יהיה באותן מידות כמו החלק חיישן (חלק ב' באיור 1) כלומר 25 מ מ באורך ו 1.5 מ מ עובי. הליך זה, יחד עם chamfering המעוצבים של המדגם (בחלק א' באיור 1), נותן העובי מדגם ידוע ונחוץ, בתוך סובלנות של בערך עשרות מיקרונים, לאחר טחינת.</li>
	<li>פולני המדגם על פי ההליכים הכנה מדגם metallographic רגיל עבור פלדות רכות 14. 
	התראה: לא מחדש לטחון את הדגימה, זה שינוי העובי לדוגמה, ולכן לגרום מדידה מדויקת BH-</li>
	<li>לחרוט המדגם מלוטש באמצעות ספוגית כותנה עם ריאגנט מתאימים (למשל 2% nital מברזל טהור או פלדה פחמן נמוכה) עבור 1-5 s עד השטח מלוטש הופך מט.</li>
	<li>לבדוק את הדגימה תחת מיקרוסקופ אופטי. תצריב יעיל תחשוף את מיקרו המדגם בבירור.</li>
	<li>פולנית המדגם שוב באמצעות 1 מיקרומטר יהלום ליטוש הסוכן עד שכבת פני השטח חרוט יוסר לחלוטין. בדוק במיקרוסקופ אם לא בטוח.</li>
	<li>חזור על שלב 2.6-2.8 עבור 4 - 6 פעמים. פעולה זו מסירה את כל שכבת פני השטח מוקשח עבודה.</li>
	<li>לסיים את הליטוש באמצעות אלומינה ההשעיה עבור 2 דק 
	הערה: הניסוי אפשר לעצור כאן.</li>
</ol> 3. הכנה של הסליל מדידת צפיפות השטף (B) <ol><li>להפוך את החיישן באמצעות חלק ב', המוצגת באיור 1.
	<ol><li>גלישת שכבה של נייר דבק צדדית זוגי לאורך הבסיס של צורת U (קרי הצד הארוך) חלק ב'</li>
		<li>באמצעות חוט הנחושת אמייל בקוטר 0.20 מ מ, לעטוף שכבה אחת, 50 פונים סליל מסביב בצד הארוך של חלק ב', עוזב בסביבות 100 מ מ של חוט בכל קצה של הסליל.</li>
		<li>להסיר את האמייל של 20 מ מ האחרון של שני קצוות הכבל באמצעות נייר זכוכית חצץ 800-</li>
	</ol></li> <li>לבדוק למעגלים מקוצרים החשמלית בין הסליל דגימה.
	<ol><li>לקחת multimeter ולהגדיר אותו כדי לבדוק את המשכיות. לגעת רגש אחד חלק ב' והשני בסוף בחוט אחד. 
		הערה: צריך להיות אין המשכיות בין הגליל, ולטעום, אם יש המשכיות בין הגליל, לדוגמה, החוט יש קיצרה את המדגם צריך להיות הוסר, מוחל מחדש הגליל.</li>
	</ol></li></ol> 4. להגדיר את תחום הדמיה מעטה <ol><li>התקנה/תיקון הדגימות על האסדה מבחן באיור 2.
	<ol><li>במקום הלוח הקדמי שמוצג באיור 2 (א) על משטח שטוח ובכושר המדגם שנטענו לתוך החור בצלחת קבלה.</li>
		<li>להחיל חם מתוך אקדח דבק סביב היקף המדגם הנטען כדי להחזיקו במקום.</li>
		<li>להוסיף חלק ב' באמצעות עירור סלילי לתוך החלק התחתון של בעל מדגם; המדגם צריך לבלוט מהחלק העליון של בעל מדגם על ידי בסביבות 1 מ מ.</li>
		<li>לתקן את הצלחת האחורי על גבו של בעל מדגם והדק באופן רופף את האגוזים התחתון, המבטיח כי החיישן הול מיושר המדגם על ידי בדיקה חזותית.</li>
		<li>חלות הנוכחי מרגש סליל עירור, המהווה אלקטרומגנט, עבור הרכבה קלה ויישור.</li>
		<li>יישר פסגת בחלק א' עם חלקו התחתון של חלק ב', כמו באיור 2, עם העזרה של הכוח המגנטי של האלקטרומגנט הנ ל (מקסימום כוח הרגיש-יישור מושלם) וכן בדיקה ויזואלית, אם המדגם הר היא שקופה. צימוד מדויק של חלק א' ואת חלק ב' חשוב הדיוק של מדידת לולאת BH. לקבלת הסבר מפורט יותר, ראה דיון.</li>
		<li>בולט הפלטה עם בעלי דגימה.</li>
		<li>להדק את האגוזים התחתון כדי ללחוץ בין חלק א' חלק ב' ראוי לציין כי overtightening עלולה לגרום מתח בתוך חומרים, ומכאן מפגינות השפעות על מבנה קבוצת המחשבים. המתקן מבחן אמור להיראות כמו דמות 2b.</li>
	</ol></li> <li>רמה המדגם למיקוד באופן עקבי על פני שדה הראייה. שלב זה מומלץ בחום אם אובייקטיבית עדשה של 50 פעמים או יותר משמש, חייב להיעשות לפני החלת הנוזל ferro-
	<ol><li>לשים חתיכה של בפלסטלינה בגודל של דובדבן על זכוכית נקי.</li>
		<li>המקום המתקן מבחן על החימר דוגמנות עם הדגימה כ מרכז יישור עם המתקן.</li>
		<li>שים שלושה גליונות של רקמת העדשה על גבי המשטח מדגם להגנה.</li>
		<li>רמה המתקן כל המבחן באמצעות מכבש ששאב מיקרוסקופ עם הדגימה כ מרכז מיושר עם העיתונות.</li>
	</ol></li></ol> 5. תחום הדמיה מגנטית <ol><li>דילול של פרו-נוזל על בסיס שמן-
	<ol><li>לצייר 1 מ"ל של בסיס שמן פרו-נוזל באמצעות פיפטה ולהוסיף אותו בקבוקון מ ל.</li>
		<li>להוסיף 0.5 מ"ל של הממס המקורי (פחמימנים שמן) של פרו-הנוזל לתוך הבקבוקון.</li>
		<li>לנענע 10 ס</li>
	</ol ></li> <li>היישום של פרו-נוזל על הדגימה.
	<ol><li>לצייר טיפה אחת (כ- 0.25 mL) של פרו-נוזל באמצעות פיפטה ולהחיל על פני מדגם.</li>
		<li>לשים שקופית נקי במיקרוסקופ על הדגימה והחלק לאט השקופית זכוכית מעל פני השטח הדגימה כדי ליצור שכבה דקה ואחידה. גימור טובה צריכה להיות שקופה למחצה בצבע ענבר-</li>
	</ol></li> <li>סטטי תחום הדמיה <ol><li>להתבונן הדפוס תחום תחת מיקרוסקופ אור לפני הנוזל ferro מתייבש. להשתמש בשפע תאורה ו צוהר קטן (על-ידי התאמת הסרעפת צמצם) עבור חדות אופטימלית. 
		התראה: להימנע מחשיפה של פרו-הנוזל אור חזק זמן מהדרוש כמו זה אולי יכול לייבש את הנוזל ferro-</li>
		<li>לנגב או שטיפה עם אצטון להסיר את פרו-הנוזל לאחר תחום הדמיה-</li>
		<li>פני השטח מדגם ביסודיות יבש ונקי המדגם לאחר ניסויים.</li>
	</ol></li> <li>תחום דינמי הדמיה <ol><li>לצרף מצלמת וידאו מהיר במיקרוסקופ.</li>
		<li>חלות על הדגימה כדי להפוך את DWs להעביר שדה מגנטי. המתקן המבחן הנוכחי יכול לשמש כדי להחיל שדה של קה/ז ל-4 במקביל עם משטח הדגימה. שדה בניצב יכול להיות מיושם באמצעות סליל עם הציר בניצב למשטח.</li>
		<li>לתקן בצורה מאובטחת המדגם התכנית הבדיקה. החל דבק חם סביב הדגימה בעזרת אקדח דבק במידת הצורך. אפשר להסיר את הדבק הקרושה בקלות לאחר הניסויים. 
		הערה: השלבים 5.1-5.2 תקפות גם כאן.</li>
	</ol></li></ol> 6. מדידות BH ב באתרו והדמיה תחום <ol><li>לחבר את המחשבים בחיי עיר מערכת הדמיה, כפי שמוצג באיור 3.
	<ol><li>התחבר סלילי עירור חיישן הפלט כוח במנתח BH. השתמשנו מנתח BH ללא צורך במיקור חוץ שפותחה על ידי אוניברסיטת מנצ'סטר. ניתן למצוא תיאור מפורט הפרסום הקודם שלנו 15.</li>
		<li>להתחבר החיישן באולם H ערוץ קלט במנתח BH-</li>
		<li>להתחבר הגלילים חיישן B B ערוץ קלט במנתח BH-</li>
		<li>להתחבר התוצרים H ו- B במנתח BH שני ערוצי קלט אנלוגי של תיבת מידאס DA BNC הפריצה (המכונה כמו DA בתיבה להלן) בהתאמה להבטיח כי שתי כניסות מוגדרות למקור הקרקע (GS).</li>
		<li>לחבר את הסינכרון של המצלמה במהירות גבוהה לתיבה סינכרון מתוך התובע.</li>
		<li>להתחבר על ההדק של המצלמה במהירות גבוהה ההדק של תיבת דה-</li>
	</ol></li> <li>קלט את הפרמטרים הבדיקה בתוכנה מנתח BH. האזור חתך צלב של המדגם יוזנו m 2; במקרה זה 6 x 10 – 6 m 2.</li>
	<li>קבע את הפרמטרים סינכרון נתונים לפי ההוראה של התוכנה דה-
	<ol><li>הגדרת הסינכרון את קצב (2000/s) להיות קצב המסגרות (מסגרת 500/s) של המצלמה במהירות גבוהה להכפיל את מספר נקודות הנתונים לכל מסגרת (4 לכל מסגרת)-</li>
		<li>להגדיר את אורך המפעיל מראש (באחוזים) יהיה זהה לזה של המצלמה.</li>
	</ol></li> <li>להגדיר את המצלמה במהירות גבוהה מוכנים להקלטה. כלומר, המצלמה יתחיל מחכה להיות מופעלות.</li>
	<li>להפעיל את מנתח BH ו להחיל עירור 1 הרץ זרם sinusoidal כדי למדוד את הלולאה הגדולות; מוצגת תמונה של הלולאה BH-</li>
	<li>לולאת BH נמדד הזמן-בערך כמו צפוי מבחינת שדה הכפייתיים, remanence, רוויה מגנטיים, וכו '. אם זה לא, המושבים מכני בין חלק א' חלק ב' צריך להיבדק.</li>
	<li>להפעיל את המצלמה או על-ידי שליחת טריגר אות במנתח BH או על ידי לחיצה על הכפתור על ההדק על ממשק התוכנה דה-</li>
	<li>להפסיק את ההקלטה ווידאו לאחר אחד לפחות BH לולאה מחזור בתוכנה דה-</li>
	<li>לבטל את מנתח BH- 
	התראה: אל תשמור את החשמל הנוכחית רץ דרך הדגימה הרבה זמן במיוחד אם זרם ישיר (DC) משמש, כמו הנוכחי לחמם את הדגימה במהירות לייבש את הנוזלים-פרו-</li>
	<li>לנקות את הדגימה ולרענן לצורך ניתוח עתידי.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Meilland, P., Kroos, J., Buchholtz, O. W., Hartmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Developments+in+On-Line+Assessment+of+Steel+Strip+Properties.">Recent Developments in On-Line Assessment of Steel Strip Properties.</a> AIP Conf. Pro. 820 (1), 1780-1785 (2006).</li><li>Davis, C. L., Dickinson, S. J., Peyton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impedance+spectroscopy+for+remote+analysis+of+steel+microstructures.">Impedance spectroscopy for remote analysis of steel microstructures.</a> Ironmak. Steelmak. 32, 381-384 (2005).</li><li>Dodd, C. V., Deeds, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+Solutions+to+Eddy-Current+Probe-Coil+Problems.">Analytical Solutions to Eddy-Current Probe-Coil Problems.</a> J. Appl. Phys. 39 (6), 2829-2838 (1968).</li><li>Liu, J., Wilson, J., Strangwood, M., Davis, C. L., Peyton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+characterisation+of+microstructural+feature+distribution+in+P9+and+T22+steels+by+major+and+minor+BH+loop+measurements.">Magnetic characterisation of microstructural feature distribution in P9 and T22 steels by major and minor BH loop measurements.</a> J. Magn. Magn. Mater. 401 (1), 579-592 (2016).</li><li>Jiles, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Introduction to magnetism and magnetic materials. 2nd edn. , 171-175 (1998).</li><li>Liu, J., Wilson, J., Davis, C., Peyton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 55th Annual British Conference of Non-Destructive Testing. , (2016).</li><li>Turner, S., Moses, A., Hall, J., Jenkins, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+precipitate+size+on+magnetic+domain+behavior+in+grain-oriented+electrical+steels.">The effect of precipitate size on magnetic domain behavior in grain-oriented electrical steels.</a> J. Appl. Phys. 107 (9), (2010).</li><li>Chen, Z. J., Jiles, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+reversible+domain+wall+motion+under+the+action+of+magnetic+field+and+localized+defects.">Modelling of reversible domain wall motion under the action of magnetic field and localized defects.</a> IEEE. T. Magn. 29 (6), 2554-2556 (1993).</li><li>Takahashi, S., Kobayashi, S., Kikuchi, H., Kamada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+mechanical+and+magnetic+properties+in+cold+rolled+low+carbon+steel.">Relationship between mechanical and magnetic properties in cold rolled low carbon steel.</a> J. Appl. Phys. 100 (11), 113906-113908 (2006).</li><li>Kobayashi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+of+magnetic+minor+hysteresis+loops+during+creep+in+Cr-Mo-V+ferritic+steel.">Changes of magnetic minor hysteresis loops during creep in Cr-Mo-V ferritic steel.</a> J. Electr. Eng. 59 (7), 29-32 (2008).</li><li>Moses, A. J., Williams, P. I., Hoshtanar, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real+time+dynamic+domain+observation+in+bulk+materials.">Real time dynamic domain observation in bulk materials.</a> J. Magn. Magn. Mater. 304 (2), 150-154 (2006).</li><li>Williams, H. J., Bozorth, R. M., Shockley, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+Domain+Patterns+on+Single+Crystals+of+Silicon+Iron.">Magnetic Domain Patterns on Single Crystals of Silicon Iron.</a> Physical Review. 75 (1), 155-178 (1949).</li><li>Hubert, A., Sch&#228;fer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Magnetic Domains: The Analysis of Magnetic Microstructures. , 373-492 (1998).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Buehler SumMet A Guide to Materials Preparation &amp; Analysis. 2nd edn. , (2011).</li><li>Wilson, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+magnetic+properties+of+P9+and+T22+steel+taken+from+service+in+power+station.">Measurement of the magnetic properties of P9 and T22 steel taken from service in power station.</a> J. Magn. Magn. Mater. 360, 52-58 (2014).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

הכנת הדוגמא metallographic היא קריטית לאיכות דפוס תחום בשיטת מרירה. הנזק מהסבא בירושה שיוף גס הראשונית ניתן להסתיר את מבנה תחום אמיתי. אפקטים מלאכותיים אלה בדרך כלל תוצאה של ניגודיות המסכן של DWs ותכונות מחשבים משניות רבות המשויכות המתח בשל הנזק ולפעמים דפוס מבוך. שכבת פני השטח אמורפיים שעלול להיווצר עקב נזק חמור פני השטח, אשר לאחר מכן ייתן מבנה תחום מייצג לחלוטין. לכן חשוב לנקוט זהירות רבה במהלך טחינת דגימות metallographic תחום הדמיה כדי למזער את הנזק מהסבא מלכתחילה. הליכים נוספים כגון מחזורי וליטוש איכול מומלץ הנייר הזה או זמן כימי מכניים ליטוש לעיתים צורך להסיר את הנותרים פגום שכבת פני השטח. צריך להיזהר במיוחד עבור הכנת הדוגמא עבור המידה BH באתרו כמו שחיקה מוגזמת או שחיקה מחדש שינוי העובי מדגם; עובי מדויק ידע נדרשת כדי לקבוע את הערכים הנכונים B , כמו צפיפות השטף בחלק א' היא להסיק על ידי מדידת צפיפות השטף חלק ב' הערכים B outputted על ידי תוכנת הן ביחס ישר האזור חתך הרוחב המסופק, כך שגיאה של 10% בעובי יוביל בערך שגיאה של 10% בערכים B ; הקשר הוא אולם לא לינאריות, אז כיול פשוט לאחר מדידה אינה אפשרית. דגימות הקרקע יתר עדיין יכולים לשמש עבור תחום הדמיה אך יצוין כי. לולאות BH נמדד לא תהיה באופן כמותי נציג של העקומה BH אמיתי עבור החלק של המדגם בבדיקה. המדידות H עדיין צריך להיות כ נציג של הערכים האמיתיים בזמן B ערכים קטנים בגלל העובי מופחת ולכן האזור חתך רוחב של החלק השטוח. במקרה של overgrinding, אחד יכול לקחת המדגם מתוך ההר כדי למדוד את העובי אחרי כל תחום ההדמיה הושלמו, ואז קנה מידה הערכים B בחיי עיר נמדדת (עבור החיישן) במקדם שווה העובי תוכנן הסופי כדי להעריך את ערכי B אמיתי (עבור הדגימה), רק כאמצעי תרופה.
הפעילות של פרו-הנוזל חשובה במיוחד תחום דינמי הדמיה. אם מידת DW תנועות נופל קצר של הציפיות אחד צריך לבדוק הביצועים פרו-נוזל על מדגם מוכר באמצעות DC להחיל שדה. אם הנושא נשאר, פרו-נוזל צריך להחליף. טרי פרו-נוזל הפעילים ביותר, הוא מתיישב במהלך האחסון. מומלץ להכין כמות קטנה של פרו טריים-נוזל על ידי דילול באמצעות הממיס המקורי עבור ניסוי. הנתונים על הפעילות של פרו-הנוזל או זמן התגובה (לשינוי של המבנה התחום של הדגימה תחת בדיקות) אינם זמינים בזמן האחרון הוא האמין להיות בטווח של מיקרו לפי הספק (V רנה, 2016). התדירות שבה השדה המגנטי מוחל עבור תחום דינמי הדמיה בחקירה הזו היה 1 הרץ, אשר גם הוא תדירות אופטימלית למדידה לולאת BH הגדולות. ההופעה של פרו-הנוזל בתדר גבוה יותר של מגנטיזציה הוא עדיין לפנות לבדיקה.
בעוד השיטה מרה היא נוחה ורגיש הרזולוציה שלה היא נמוכה יחסית (כ 1 מיקרומטר) 11. זה מגביל את היישום של השיטה עבור תחום סטטי דפוסי פלדות המציגים DWs נפרדות על-ידי &#62; 2 מיקרומטר. עם זאת, זה עדיין בעל ערך עבור תחום דינמי הדמיה כתחום גודל מגביר תחת הפעולה של השדות יישומית. המתקן המבחן הנוכחי ניתן להחיל רק שדה מקבילים עם משטח הדגימה למדידות BH באתרו . כדי לחקור את ההשפעה של מרקם לחקר הגבישים או תהליכי תנועה DW פלדות המיועד דגן שצריך לשקול את כיוון מרקם או דגנים בשלב הדגימה הדגימה כדי להבטיח שאוריינטציה מדגם המתאים נבחר.
חשיבות מדידת לולאת BH באתרו היא כפולה. ראשית, הוא מאפשר פרשנות כמותית של תהליכים תנועה ב DW שדה יישומית, ואת תכונות מגנטיות. שנית, הוא מסייע ליצור קשר מהותי בין התנהגויות לולאת BH , מגנטיות, את מזערים של פלדות, בסופו של דבר עוזר לפרש אותם אותות חיישן להערכת מיקרו. היא עדיין מאתגר, משמעות רבה כדי לקשר את תהליכי תנועה DW ו/או מבנה קבוצת המחשבים מזערים מורכבים, בייחוד תבואה אוריינטציות לחקר הגבישים. בעתיד, אלקטרון האחורי פזורים עקיפה (EBSD) ניתוח של הדגימות שבוצעו, למפות את דפוסי תחום סטטיים ודינמיים. התוצאות יסייעו לפענח סוגים שונים של תחום דפוסי שנצפתה דגנים שונים ואת התהליכים תנועה קיר תחום אחר המשויך את כיווני דגן לגבי כיווני שדה יישומית.
כאשר מיושמת כהלכה את לולאת BH המיוצר על ידי שיטה זו צריך להיות קרוב שהפיקה באמצעות מדגם טבעת המגנטי במעגל סגור, כמו חלקים א, B יוצרים מעגל מגנטי סגור. אולם, אם שני החלקים לא מצוידים לגמרי ביחד, מרווח אוויר יוכנסו לתוך המעגל המגנטי, התוצאות להתעוות. זו העיוות יציג עצמו כמו הטיית לולאת BH ; אפקט ידוע מאופיין עלייה המרבי H, ירידה remanence מגנטי, הלולאה להופיע יותר "באלכסון". רצוי להשתמש בשיטת המדידה של לולאת BH לרכוש לולאת BH באמצעות A חלק לפני הרכבה להשוות. לולאות רכשה במהלך הבדיקה, ולכן יכול להיות מוערך צימוד מגנטי וממוטב הדיר.
בחרנו את הממדים של חלק א' ואת חלק ב' שוקל את הגורמים הבאים ואת הדרישות. הסיבה להבדלים של חלק א' ואת חלק ב' שהסביר ב 2.1 צעד. תהליך הרכבה המתוארת בשלב 2 בעיקר מכתיבה את האורך האופקי (25 מ מ, ראה איור 1) של הדגימות שימשו בדיקות אלה. מלוטש פני שטח גדול, נקבע על ידי האורך האופקי ואת העומק (4 מ"מ, איור 1) הוא מועיל מיקרוסקופ אופטי, כמו גם הכנת הדוגמא. העובי של המדגם צריך להיות המינימום הנדרש כדי לייצר מדגם מספיק נוקשה מתוך החומר תחת פיקוח; 1.5 מ מ במקרה זה. המעשיות והעלות של עיבוד שבבי גם להתייחס בעת בחירת העובי. קטן יותר רוחבי חתך הרוחב של המדגם, יותר צפיפות השטף זה יכול להיווצר על ידי עירור כריכות עבור זרם נתון. זרמים גבוהים יותר להוביל יותר חום הנוצר פרו-הנוזלים מתייבשים במהירות. מספר רב של פניות של הגלילים עירור רצוי. האורך של שתי הרגליים (15 מ"מ, איור 1) מכתיב את גובהו של המתקן. האחרון חייב להיות קטן יותר מאשר המרווח המרבי בין השלב לדוגמה, המטרה עדשת המיקרוסקופ. צפיפות השטף המרבי של שדה יישומית הם החליטו בצורה הטובה ביותר על ידי המשתמש, יישום ספציפי. זה ברור תוך התבוננות כאשר הלולאה BH קרובה רוויה (לולאת BH תערוכות של dB/dH קטן מאוד), אך סעיף זה של העקומה משתרע משדות יישומית נמוך מאוד לשדות יישומית גבוהה מאוד והוא יכול לדרוש ערכים מתקרב קה 100/מ' לפני החומר יכול להיאמר באמת יהיה מלא מגנטית. מתוך הניסיון שלנו המרבי מיושם בתחום kA/m 2 (עבור מברזל טהור או פלדות רכות למשל פלדות למד ב pape הזהr) - קה 10/m (עבור קשה פלדות למשל פלדה martensitic) צריך מגנט המדגם מעבר "הברך" ממנו את לולאת BH הגדולות, במהלך את התחום המשמעותי ביותר קיר תנועות צפויים להופיע.
לסיכום, המערכת הנוכחית עבור תחום הדמיה עם מדידת BH באתרו הוכיח שזה עובד עבור קישור התנועה DW תהליכים באופן ישיר לולאת BH של פלדות. שיטה זו צפויה להיות כלי שימושי עבור חקר היחסים המאפיין מיקרו-מגנטית פלדות, יחד עם עוד יותר microstructural אפיון מהותי.

מגוון רחב של חיישנים אלקטרומגנטיים (EM) פיתח או ממוסחר הערכת וניטור מיקרו, תכונות מכניות או נזק השרץ פלדות ferritic במהלך עיבוד תעשייתי, טיפול בחום או שירות חשיפה1 ,2. חיישנים אלה פועלות בצורה גמישה, ללא מגע, מבוססים על העיקרון כי microstructural לשינויים פלדות ferritic לשנות את תכונות חשמליות ומגנטיות. על מנת, לפרש את הסימנים EM מבחינת מזערים יש לקשר את אותות אלקטרו מגנטיות סיבתי שלהם ולאחר מכן את מיקרו של החומרים. היחסים בין האותות חיישן EM שונים כגון השראות הדדית לחיישני EM תדרי המאפיינים אותם (למשל יחסי חדירות ו מוליכות) מבוססים היטב במחקר סבירות עם אנליטית מערכות יחסים שיש דווח גיאומטריות חיישן טיפוסי מספר3. עם זאת, קשרי הגומלין בין EM או תכונות מגנטיות (למשל החדירות הראשונית, coercivity) לבין מזערים ספציפי נותרו עדיין פחות או יותר אמפירי, איכותי או, במקרים רבים, לא זמין, במיוחד כאשר יש סוג אחד או יותר של תכונות microstructural עניין להשפיע על התנהגות מגנטית4.
חומר פרומגנטי מכילה תחומים מגנטי, המורכב מיושר רגעים מגנטי, מופרדים על-ידי תחום קירות (DWs). כמו שדה מגנטי מוחל, תחומים יהיה מיושר מחדש דרך DW תנועה, תחום התגרענות צמיחה, ו/או תחום הסיבוב. פרטים נוספים על תחום תורת ניתן למצוא במקום5. Microstructural תכונות כגון פוחת משקעים או גבולות תבואה יכול לקיים אינטראקציה עם תהליכים אלה, ומכאן להשפיע על תכונות מגנטיות של חומר פרומגנטי4,6,7,8 . התכונות microstructural שונים של פלדות ותכונותיהם מגנטי יכול להשפיע על המבנים תחום ותהליך תנועה DW כאשר שדה מגנטי מוחל. . זה הכרחי כדי לבדוק את מבנה תחום מגנטי ואינטראקציה בין DWs ותכונות מיקרו תחת תדרים ושדות אפלייד שונה כדי ליצור קשר מהותי בין מיקרו נכסים מגנטי פלדות.
לולאות היסטרזיס מגנטי או לולאות BH יכולים לתאר את המאפיינים מגנטי הבסיסית של החומרים כגון coercivity, remanence, חדירות דיפרנציאלית ומצטברים, בין השאר. ניתוח לולאת BH הפך שאינו הרסני בדיקה (NDT) טכניקה שימושית של מיקרו והערכת תכונות מכניות של פלדות ferritic9,10. לולאת BH הוא מגרש של צפיפות השטף המגנטי בחומר תחת פיקוח (B) לעומת השדה המגנטי יישומית (H). שדה מגנטי מושרה ב המדגם סליל עירור בתנאי עם זמן משתנה הנוכחית, B נמדד באמצעות סליל השני המקיפות את הדגימה תחת פיקוח, ואילו H נמדד באמצעות חיישן השדה המגנטי (בדרך כלל באולם חיישן) ממוקמים קרוב לפני השטח של המדגם. המדידה המדויקות ביותר של חומר BH המאפיינים יכול להתבצע באמצעות מעגל מגנטי סגור, ככה שהוצגו על ידי דגימה טבעת, אבל בשיטות אחרות כגון שימוש ליבה של עירור נפרד יכולות להניב תוצאות משביעות רצון. זה משמעות רבה הן מדעיות ומעבד ערך מעשי כדי להיות מסוגל לבצע התבוננות בחיי עיר של התנועה DW במהלך המדידות מגנטי, לקישור ישיר אלה תכונות מגנטיות ומיקרו. בינתיים, זה מאתגר מאוד לעשות התצפית התחום או את המידות מגנטי מבלי להשפיע על השני.
בין תחומים שונים טכניקות הדמיה, שיטת מריר, דהיינו באמצעות חלקיקים מגנטיים לחשוף DWs מגנטי, יש כמה יתרונות ברורים לרבות רגישות גבוהה11הקמה נוחה. עקב השימוש בינוני, למשל פרו-נוזל, זה לוקח הרבה זמן להשיג תבניות באיכות גבוהה ותוצאות עקביות בשיטות מריר וניסיון. הכנת הדוגמא metallographic סטנדרטי, מיועד והותאמו במיוחד מיקרוסקופ אופטי (OM) ואלקטרון סריקה (SEM), שמשפר בדרך-כלל משביע רצון מריר תבניות עבור פלדות רבים כי השיטה מרה היא פחות סובלני כדי השארית נזק מהסבא ואת ההשפעות מלאכותי המשויך מאשר אום ו ב- SEM. ישנן תופעות אפשריות מלאכותי עקב יישום המסכן של פרו-נוזל. נייר זה פרטים נוספים דוגמת הכנת נהלים, לעומת תקן אלה metallographic, הכנה, יישום של פרו-נוזל, התבוננות תחום מבנים באמצעות מיקרוסקופים אופטיים ואת שיטת עבור בחיי עיר מגנטי מדידה.
מחקרים רבים על התצפית של תחום מבנים בגבישים בודדים (למשל סי-ברזל12) או סי מונחה תבואה פלדות חשמל כבר דווח13. חומרים אלה רק מספר קטן של תכונות microstructural (כלומר דגנים/קריסטל התמצאות, גרעיניות גבולות) היו מעורבים והם המבנים תחום יחסית גס (עם רוחב תחום להיות הסדר 0.1 מ מ12). בנייר זה, תחום דפוסים פלדות ferritic polycrystalline, כולל פלדה פחמן נמוכה רגיל (0.17 wt % C) יש כבר נצפו ודיווח. פלדה פחמן נמוכה יש גודל גרעין קטן הרבה יותר (כ 25 מיקרומטר בממוצע בקוטר מעגלית המקביל), מבנה קבוצת המחשבים פיינר (עם תחום רוחב גודל מיקרומטר) מאשר פלדות חשמל ולהראות ומכאן אינטראקציה מורכבת בין שונים microstructural תכונות ותהליכים DW התנועה.
מאמר זה מציע מעטה העידו הרומן עבור תחום דינמי הדמיה באמצעות השיטה מריר עם מדידות באתרו BH (היסטרזיס מגנטי). שיטת דיווח לוקח יתרון של נוחות ורגישות גבוהה של השיטה המסורתית מריר ומאפשר בחיי עיר BH מדידה מבלי להפריע או מתנגש עם תחום הקיר התהליכים התנועה. זה מקל על יצירת קישור ישיר ולא כמותית בין תחום קיר התנועה תכונה תהליכים-microstructural הגומלין של פלדות ferritic עם לולאות BH שלהם. שיטה זו צפויה להיות כלי שימושי עבור המחקר הבסיסי של מערכות היחסים המאפיין מיקרו-מגנטית פלדות וכדי לסייע בפרשנות של אותות חיישן אלקטרומגנטי להערכת הרסניות מזערים פלדה.

<table><tbody><tr><td>EMG 911 ferro-fluid</td><td>Ferrotec</td><td>89U1000000</td><td>Oil based Ferro-fluid for domain imaging</td></tr><tr><td>Solvent for EMG 900 series ferro-fluid</td><td>Ferrotec</td><td>89Z5000000</td><td>Original solvent for the EMG 900 series ferro-fluid for diluting the original ferro-fluid</td></tr><tr><td>AxioScope polarised light microscope</td><td>Zeiss</td><td>430035-9270-000</td><td></td></tr><tr><td>S-Mize High Speed Camera</td><td>AOS Technologies AG</td><td>160021-10</td><td>High speed camera that can be connected to the microscope for recording videos</td></tr><tr><td>Midas DA Software</td><td>Xcitex, Inc</td><td></td><td>Synchronize the high-speed video with the &lt;em&gt;BH&lt;/em&gt; data</td></tr><tr><td>MiDas DA Module BNC Breakout Box</td><td>Xcitex, Inc</td><td>185124H-01L</td><td>The hardware for data synchronizing the video and &lt;em&gt;BH&lt;/em&gt; data</td></tr><tr><td>TransOptic mounting compounds</td><td>Buehler</td><td>20-3400-08</td><td>Transparent thermoplastic acrylic mounting material</td></tr><tr><td>MetaDi Supreme 9um diamond suspension</td><td>Buehler</td><td>406633128</td><td>9 &amp;micro;m diamond polishing suspension</td></tr><tr><td>MetaDi Supreme 3um diamond suspension</td><td>Buehler</td><td>406631128</td><td>3 &amp;micro;m diamond polishing suspension</td></tr><tr><td>MetaDi Supreme 1um diamond suspension</td><td>Buehler</td><td>406630032</td><td>1 &amp;micro;m diamond polishing suspension</td></tr><tr><td>MasterPrep polishing suspension</td><td>Buehler</td><td>406377032</td><td>Alumina polishing suspension</td></tr><tr><td>UltraPad polishing cloth</td><td>Buehler</td><td>407122</td><td>For 9 &amp;micro;m diamond polishing</td></tr><tr><td>TriDent polishing cloth</td><td>Buehler</td><td>407522</td><td>For 3 &amp;micro;m diamond polishing</td></tr><tr><td>ChemoMet polishing cloth</td><td>Buehler</td><td>407922</td><td>For 1 &amp;micro;m diamond polishing</td></tr><tr><td>MicroCloth polishing cloth</td><td>Buehler</td><td>407222</td><td>Final polishing using the alumina polishing suspension</td></tr><tr><td>Nital 2%</td><td>VWR International</td><td>DIUKNI4307A</td><td>For etching</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;BH&lt;/em&gt; analyzer</td><td>University of Manchester</td><td>Not applicable</td><td>An in-house system for &lt;em&gt;BH&lt;/em&gt; analysis</td></tr></tbody></table>

optimized setup and protocol for magnetic domain imaging with in situ hysteresis measurement

המאמר מרחיב את הפרוטוקולים הכנה מדגם הנדרשים על מנת לקבל את התחום האופטימלי דפוסי שימוש בשיטת מריר, תוך התמקדות על מדרגות נוספות לעומת הליכי הכנה מדגם metallographic רגיל. העיתון מציע רומן העידו את המתקן תחום דינמי הדמיה עם באתרו BH (היסטרזיס מגנטי) מדידות ומפורטות הפרוטוקולים עבור חיישן ההכנה והשימוש של המתקן להבטיח מדידה מדויקת של BH . הפרוטוקולים עבור הדמיה תחום דינמי סטטי ו רגיל (ללא מדידות BH באתרו ) מוצגים. שיטת דיווח לוקח יתרון של נוחות ורגישות גבוהה של השיטה המסורתית מריר ומאפשר BH באתרו מדידה מבלי להפריע או מתנגש עם תחום הקיר התהליכים התנועה. זה מקל על יצירת קישור ישיר ולא כמותית בין תחום קיר התנועה תכונה תהליכים – microstructural הגומלין של פלדות ferritic עם לולאות BH שלהם. שיטה זו צפויה להיות כלי שימושי עבור המחקר הבסיסי של מערכות היחסים המאפיין מיקרו – מגנטי פלדות וכדי לעזור לפענח את האותות חיישן אלקטרומגנטי להערכת הרסניות מזערים פלדה.

איור 4 מציג שתי דוגמאות באיכות גבוהה דפוסי סטטי התחום ללא כל שדה מגנטי מברזל טהור ברמה תעשייתית, פלדה נמוכת פחמן בהתאמה. ניתן לראות את DWs בצורה ברורה גם חומרי וגם סוגים שונים של תבניות כולל למשל מנות במקביל (או 180 °) ואת DWs 90 °, בדגנים שונים. בשל באיכות טובה של ליטוש, אין שום סימנים של עיוות אקראי של תחום דפוסי בשל מהסבא נזק שנגרם על ידי שפשוף; התוצאות מציגות קישור חזק מיקרו. לדוגמה, המרווח 180° DW (בדרך כלל כ- 10 מיקרומטר עבור מברזל טהור), כ-5 µm עבור פלדה פחמן נמוכה עולה עם גודל גרגרים (כ-200 מיקרומטר עבור מברזל טהור) ו- 25 מיקרומטר פלדה פחמן נמוכה בקוטר מעגלית המקביל רשע לבין קבוצת המחשבים דפוסים re תלויים הכיוון לחקר הגבישים תבואה. יצוין כי העובי DW כפי שנצפתה דפוסי מריר אינו משקף את עובי בלוך DW אמיתי, אשר מוערך כ 30 ננומטר מברזל טהור5. אחידות גבוהה של איכות דפוס מציין כי היישום של פרו-הנוזל היה אופטימלי.
איור 5 ממחיש כמה דוגמאות של תוצאות לא מספקות בשל הכנת המשטח המסכן, איור 5 5b, או אם אחד כושל כדי לתקן את הדגימה באופן מאובטח במהלך דימות דינמי או להשטיח את הדגימה. הערה אפילו תנועה נגדית קטן מאוד ברור תחת המיקרוסקופ. הוידאו ילך מחוץ לפוקוס תחת הפעולה של השדה יישומית בניצב למשטח מדגם כמופיע באיור 5ג'; או המדגם נעים רוחבית בתדר של השדה שימושית במקרה של שדה AC מקביל מיושמים.
איור 6 מציג סדרה של תמונות תחום שחולצו מן התהליך תנועה DW וידאו בנקודות שונות של הלולאה BH בחיי עיר נמדד. הסרטון מראה בבירור קשר חזק בין תהליכי תנועה DW ואת המיקום על הלולאה BH . לדוגמה, המעבר של 180° DWs לתוך 90° אלה בתוך אזור A occur ליד "הברך" של הלולאה BH, קרי בין נקודות 1 ו- 50 במהלך מגנוט; התהליך מפלות בין נקודות 225 ו 250 במהלך demagnetization, אשר מצביע על התחומים סיבוב לעבר הכיוון שדה יישומית. זה מעניין כי הרוב המכריע של 180° DWs בסדרה התחתונה של תמונות לא זז באופן משמעותי. הסיבה לכך לא ברור. אפשרות אחת ייתכן כי הכיוון שדה יישומית, אשר קורה להיות בניצב תחום כיוונים, ולכן גם עלולה לגרום ליד ב 180 מעלות DWs להזיז ולא לסובב על התחומים ליישר כיוון השדה. עם זאת, המקטעים מסומנים הבליטה אזור B leftwards ו- rightwards במהלך מגנוט ו- demagnetization בהתאמה כל עוד אזור C גבשושיות וזיזים רק מעט leftwards. תופעות אלו נראה להצביע ייתכנו חלקיקים מהסבא או תכלילים שיבוש בהוראות מהתחום המקומי יש רכיב מקביל עם השדה יישומית ולעבור ומכאן תחת הפעולה שלה. זה גם מעיד מגנוט לא רוויה מלאה. ניתוח נוסף של הכיוון תחום ואפיון microstructural לחקר הגבישים אוריינטציה של התבואה ושל כל חלקיקי מהסבא נחוצים.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig1.jpg"> 
איור 1: ציורים של החלקים חיישן, הדגימה עבור בחיי עיר תחום הדמיה (יחידה: מ מ)- <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig2.jpg"> 
איור 2: הרכבה סכמטית ציור של התחום בחיי עיר הדמיה מעטה 4. (א) חלקים נפרדים לפני להיות מורכבים (b) סיים הרכבה. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig3v3.jpg"> 
איור 3: סכימטי של הרכיבים ואת החיבור של התחום בחיי עיר מערכת הדמיה- <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig3v3large.jpg">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig4v2.jpg"> 
איור 4: תחום סטטי תבניות עבור 0.2 wt % פחמן פלדה וברזל טהור. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig4v2large.jpg">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig5v2.jpg"> 
איור 5: דוגמאות של תבניות תחום משביע רצון הנובע מאי-קיום של הפרוטוקולים כראוי. (א) סמוקים תחום הדפוס (באותה דוגמה פלדה פחמן נמוכה כמו באיור3) חסר קישורים מיקרו בשל הכנת שטח מדגם עניים; (b) דפוס עלום עם ניגודיות עניים עקב יישום המסכן של פרו-הנוזל על דוגמה פלדה פחמן נמוכה במיוחד כמו יצוקה; (ג) תחום דפוסי הולך מחוץ לפוקוס תחת הפעולה של השדה בניצב של מדגם מברזל טהור <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig5v2large.jpg">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig6v2.jpg"> 
איור 6: סדרה של תמונות תחום שחולצו מן הקיר תחום התנועה תהליך הווידאו מסגרות המתאים סדרה של נקודות לאורך המסלול המעגלי BH בחיי עיר נמדד עם אזורים מסומנים עניין מציג תחום סיבוב וסביר אינטראקציות עם תכונות microstructural של דוגמה פלדה פחמן נמוכה במיוחד כמו הטלת. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig6v2large.jpg">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement at JoVE.com

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

פרוטוקול עבור הדמיה מגנטית תחום עם בחיי עיר היסטרזיס מדידת וההתקנה ממוטבת

המאמר מרחיב את הדגימה, חיישן הכנת נהלים, הפרוטוקולים עבור שימוש המתקן מבחן במיוחד עבור מחשבים דינמי הדמיה עם מדידות BH באתרו על מנת להשיג איכות דפוס התחום האופטימלי, מדויק BH מדידות.

This paper elaborates the sample preparation protocols required to obtain optimal domain patterns using the Bitter method, focusing on the extra steps ...

optimized-setup-protocol-for-magnetic-domain-imaging-with-situ

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

9.4K Views.  University of Warwick. המאמר מרחיב את הדגימה, חיישן הכנת נהלים, הפרוטוקולים עבור שימוש המתקן מבחן במיוחד עבור מחשבים דינמי הדמיה עם מדידות BH באתרו על מנת להשיג איכות דפוס התחום האופטימלי, מדויק BH מדידות.

Video: Optimized Setup and Protocol for Magnetic Domain Imaging with In Situ Hysteresis Measurement

Frequency Mixing Magnetic Detection Scanner for Imaging Magnetic Particles in Planar Samples

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. It consists of two magnetic measurement heads on both sides of the sample mounted on the legs of a u-shaped support. The sample is locally exposed to a magnetic excitation field consisting of two distinct frequencies, a stronger component at about 77 kHz and a weaker field at 61 Hz. The nonlinear magnetization characteristics of superparamagnetic particles give rise to the generation of intermodulation products. A selected sum-frequency component of the high and low frequency magnetic field incident on the magnetically nonlinear particles is recorded by a demodulation electronics. In contrast to a conventional MPI scanner, p-FMMD does not require the application of a strong magnetic field to the whole sample because mixing of the two frequencies occurs locally. Thus, the lateral dimensions of the sample are just limited by the scanning range and the supports. However, the sample height determines the spatial resolution. In the current setup it is limited to 2 mm. As examples, we present two 20 mm &#215; 25 mm p-FMMD images acquired from samples with 1 &#181;m diameter maghemite particles in silanol matrix and with 50 nm magnetite particles in aminosilane matrix. The results show that the novel MPI scanner can be applied for analysis of thin biological samples and for medical diagnostic purposes.

A scanner for imaging magnetic particles in planar samples was developed using the planar frequency mixing magnetic detection technique. The magnetic intermodulation product response from the nonlinear nonhysteretic magnetization of the particles is recorded upon a two-frequency excitation. It can be used to take 2D images of thin biological samples.

תדירות ערבוב סורק זיהוי מגנטי הדמית חלקיקים מגנטיים בדגימות מישורים

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. ...

Engineering

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in these structures are held together by physical interactions mediated by a network of extracellular polymeric substances. Bacterial biofilms impact many human activities and the understanding of their properties is crucial for a better control of their development &#8212; maintenance or eradication &#8212; depending on their adverse or beneficial outcome. This paper describes a novel methodology aiming to measure in situ the local physical properties of the biofilm that had been, until now, examined only from a macroscopic and homogeneous material perspective. The experiment described here&#160;involves introducing magnetic particles into a growing biofilm to seed local probes that can be remotely actuated without disturbing the structural properties of the biofilm. Dedicated magnetic tweezers were developed to exert a defined force on each particle embedded in the biofilm. The setup is mounted on the stage of a microscope to enable the&#160;recording of time-lapse images of the particle-pulling period. The particle trajectories are then extracted from the pulling sequence and the local viscoelastic parameters are derived from each particle displacement curve, thereby providing the 3D-spatial distribution of the parameters. Gaining insights into the biofilm mechanical profile is essential from an engineer&#39;s point of view for biofilm control purposes but also from a fundamental perspective to clarify the relationship between the architectural properties and the specific biology of these structures.

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

This paper shows an original methodology based on the remote actuation of magnetic particles seeded in a bacterial biofilm and the development of dedicated magnetic tweezers to measure in situ the local mechanical properties of the complex living material built by micro-organisms at interfaces.

הפעלה של שלט מגנטי של בדיקות מיקרומטר<em&gt; באתר</em&gt; 3D מיפוי של תכונות פיסיקליות biofilm חיידקים

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in ...

Monitoring Dendritic Cell Migration using 19F / 1H Magnetic Resonance Imaging

Continuous advancements in noninvasive imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI) have greatly improved our ability to study physiological or pathological processes in living organisms. MRI is also proving to be a valuable tool for capturing transplanted cells in vivo. Initial cell labeling strategies for MRI made use of contrast agents that influence the MR relaxation times (T1, T2, T2*) and lead to an enhancement (T1) or depletion (T2*) of signal where labeled cells are present. T2* enhancement agents such as ultrasmall iron oxide agents (USPIO) have been employed to study cell migration and some have also been approved by the FDA for clinical application. A drawback of T2* agents is the difficulty to distinguish the signal extinction created by the labeled cells from other artifacts such as blood clots, micro bleeds or air bubbles. In this article, we describe an emerging technique for tracking cells in vivo that is based on labeling the cells with fluorine (19F)-rich particles. These particles are prepared by emulsifying perfluorocarbon (PFC) compounds and then used to label cells, which subsequently can be imaged by 19F MRI. Important advantages of PFCs for cell tracking in vivo include (i) the absence of carbon-bound 19F in vivo, which then yields background-free images and complete cell selectivityand(ii) the possibility to quantify the cell signal by 19F MR spectroscopy.

Monitoring Dendritic Cell Migration using 19F / 1H Magnetic Resonance Imaging

Tracking of cells using MRI has gained remarkable attention in the past years. This protocol describes the labeling of dendritic cells with fluorine (19F)-rich particles, the in vivo application of these cells, and monitoring the extent of their migration to the draining lymph node with 19F/1H MRI and 19F MRS.

נדידת תאים דנדריטים ניטור באמצעות<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H דימות תהודה מגנטית

Continuous  advancements in noninvasive imaging modalities such as magnetic resonance  imaging (MRI) have greatly improved our ability to study ...

Immunology and Infection

Spectral and Angle-Resolved Magneto-Optical Characterization of Photonic Nanostructures

Photonic crystals are periodic nanostructures that can support a variety of confined electromagnetic modes. Such confined modes are usually accompanied by local enhancement of electric field intensity that strengthens light-matter interactions, enabling applications such as surface-enhanced Raman scattering (SERS) and surface plasmon enhanced sensing. In the presence of magneto-optically active materials, the local field enhancement gives rise to anomalous magneto-optical activity. Typically, the confined modes of a given photonic crystal depend strongly on the wavelength and incidence angle of the incident electromagnetic radiation. Thus, spectral and angular-resolved measurements are needed to fully identify them as well as to establish their relationship with the magneto-optical activity of the crystal. In this article, we describe how to use a Fourier-plane (back focal plane) microscope to characterize magneto-optically active samples. As a model system, here we use a plasmonic grating built out of magneto-optically active Au/Co/Au multilayer. In the experiments, we apply a magnetic field on the grating in situ and measure its reciprocal space response, obtaining the magneto-optical response of the grating over a range of wavelengths and incident angles. This information enables us to build a complete map of the plasmonic band structure of the grating and the angle and wavelength dependent magneto-optical activity. These two images allow us to pinpoint the effect that the plasmon resonances have on the magneto-optical response of the grating. The relatively small magnitude of magneto-optical effects requires a careful treatment of the acquired optical signals. To this end, an image processing protocol for obtaining magneto-optical response from the acquired raw data is laid out.

Photonic band structure enables understanding how confined electromagnetic modes propagate within a photonic crystal. In photonic crystals that incorporate magnetic elements, such confined and resonant optical modes are accompanied by enhanced and modified magneto-optical activity. We describe a measurement procedure to extract the magneto-optical band structure by Fourier space microscopy.

מגנטו-אופטיים ומשולשים-אפיון של מבנים ננוטוני

Photonic crystals are periodic nanostructures that can support a variety of confined electromagnetic modes. Such confined modes are usually accompanied by ...

Magnetic Field Mapping using Off-Axis Electron Holography in the Transmission Electron Microscope

Off-axis electron holography is a powerful technique that involves the formation of an interference pattern in a transmission electron microscope (TEM) by overlapping two parts of an electron wave, one of which has passed through a region of interest on a specimen and the other is a reference wave. The resulting off-axis electron hologram can be analyzed digitally to recover the phase difference between the two parts of the electron wave, which can then be interpreted to provide quantitative information about local variations in electrostatic potential and magnetic induction within and around the specimen. Off-axis electron holograms can be recorded while a specimen is subjected to external stimuli such as elevated or reduced temperature, voltage, or light. The protocol that is presented here describes the practical steps that are required to record, analyze, and interpret off-axis electron holograms, with a primary focus on the measurement of magnetic fields within and around nanoscale materials and devices. Presented here are the steps involved in the recording, analysis, and processing of off-axis electron holograms, as well as the reconstruction and interpretation of phase images and visualization of the results. Also discussed are the need for optimization of the specimen geometry, the electron optical configuration of the microscope, and the electron hologram acquisition parameters, as well as the need for the use of information from multiple holograms to extract the desired magnetic contributions from the recorded signal. The steps are illustrated through a study of specimens of B20-type FeGe, which contain magnetic skyrmions and were prepared with focused ion beams (FIBs). Prospects for the future development of the technique are discussed.

<meta charset="utf8"></head><body>מיפוי שדה מגנטי באמצעות הולוגרפיה אלקטרונית מחוץ לציר במיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה

Guidelines are presented for recording and interpreting off-axis electron holograms to provide quantitative images of magnetic fields in nanoscale materials and devices in the transmission electron microscope.

מיפוי שדה מגנטי באמצעות הולוגרפיה אלקטרונית מחוץ לציר במיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה

Off-axis electron holography is a powerful technique that involves the formation of an interference pattern in a transmission electron microscope (TEM) by ...

Optimizing Magnetic Force Microscopy Resolution and Sensitivity to Visualize Nanoscale Magnetic Domains

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force microscopy (AFM) probe whose tip has been magnetized vertically (i.e., perpendicular to the probe cantilever) is oscillated at a fixed height above the sample surface. The resultant shifts in the oscillation phase or frequency, which are proportional to the magnitude and sign of the vertical magnetic force gradient at each pixel location, are then tracked and mapped. Although the spatial resolution and sensitivity of the technique increases with decreasing lift height above the surface, this seemingly straightforward path to improved MFM images is complicated by considerations such as minimizing topographical artifacts due to shorter range van der Waals forces, increasing the oscillation amplitude to further improve sensitivity, and the presence of surface contaminants (in particular water due to humidity under ambient conditions). In addition, due to the orientation of the probe's magnetic dipole moment, MFM is intrinsically more sensitive to samples with an out-of-plane magnetization vector. Here, high-resolution topographical and magnetic phase images of single and bicomponent nanomagnet artificial spin-ice (ASI) arrays obtained in an inert (argon) atmosphere glovebox with &lt;0.1 ppm O2 and H2O are reported. Optimization of lift height and drive amplitude for high resolution and sensitivity while simultaneously avoiding the introduction of topographical artifacts is discussed, and detection of the stray magnetic fields emanating from either end of the nanoscale bar magnets (~250 nm long and &lt;100 nm wide) aligned in the plane of the ASI sample surface is shown. Likewise, using the example of a Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy (MSMA), MFM is demonstrated in an inert atmosphere with magnetic phase sensitivity capable of resolving a series of adjacent magnetic domains each ~200 nm wide.

Magnetic force microscopy (MFM) employs a vertically magnetized atomic force microscopy probe to measure sample topography and local magnetic field strength with nanoscale resolution. Optimizing MFM spatial resolution and sensitivity requires balancing decreasing lift height against increasing drive (oscillation) amplitude, and benefits from operating in an inert atmosphere glovebox.

אופטימיזציה של רזולוציה ורגישות מיקרוסקופית כוח מגנטי כדי להמחיש תחומים מגנטיים בקנה מידה ננומטרי

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

דימות תהודה מגנטית כמותי של מחלת שריר שלד

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Medicine

High-Speed Magnetic Tweezers for Nanomechanical Measurements on Force-Sensitive Elements

Single-molecule magnetic tweezers (MTs) have served as powerful tools to forcefully interrogate biomolecules, such as nucleic acids and proteins, and are therefore poised to be useful in the field of mechanobiology. Since the method commonly relies on image-based tracking of magnetic beads, the speed limit in recording and analyzing images, as well as the thermal fluctuations of the beads, has long hampered its application in observing small and fast structural changes in target molecules. This article describes detailed methods for the construction and operation of a high-resolution MT setup that can resolve nanoscale, millisecond dynamics of biomolecules and their complexes. As application examples, experiments with DNA hairpins and SNARE complexes (membrane-fusion machinery) are demonstrated, focusing on how their transient states and transitions can be detected in the presence of piconewton-scale forces. We expect that high-speed MTs will continue to enable high-precision nanomechanical measurements on molecules that sense, transmit, and generate forces in cells, and thereby deepen our molecular-level understanding of mechanobiology.

Here, we describe a high-speed magnetic tweezer setup that performs nanomechanical measurements on force-sensitive biomolecules at the maximum rate of 1.2 kHz. We introduce its application to DNA hairpins and SNARE complexes as model systems, but it will be also applicable to other molecules involved in mechanobiological events.

פינצטה מגנטית במהירות גבוהה למדידות ננומכניות על אלמנטים רגישים לכוח

Single-molecule magnetic tweezers (MTs) have served as powerful tools to forcefully interrogate biomolecules, such as nucleic acids and proteins, and are ...

Biochemistry

Fabrication of Magnetic Platforms for Micron-Scale Organization of Interconnected Neurons

The ability to direct neurons into organized neural networks has great implications for regenerative medicine, tissue engineering, and bio-interfacing. Many studies have aimed at directing neurons using chemical and topographical cues. However, reports of organizational control on a micron-scale over large areas are scarce. Here, an effective method has been described for placing neurons in preset sites and guiding neuronal outgrowth with micron-scale resolution, using magnetic platforms embedded with micro-patterned, magnetic elements. It has been demonstrated that loading neurons with magnetic nanoparticles (MNPs) converts them into sensitive magnetic units that can be influenced by magnetic gradients. Following this approach, a unique magnetic platform has been fabricated on which PC12 cells, a common neuron-like model, were plated and loaded with superparamagnetic nanoparticles. Thin films of ferromagnetic (FM) multilayers with stable perpendicular magnetization were deposited to provide effective attraction forces toward the magnetic patterns. These MNP-loaded PC12 cells, plated and differentiated atop the magnetic platforms, were preferentially attached to the magnetic patterns, and the neurite outgrowth was well aligned with the pattern shape, forming oriented networks. Quantitative characterization methods of the magnetic properties, cellular MNP uptake, cell viability, and statistical analysis of the results are presented. This approach enables the control of neural network formation and improves neuron-to-electrode interface through the manipulation of magnetic forces, which can be an effective tool for in vitro studies of networks and may offer novel therapeutic biointerfacing directions.

This work presents a bottom-up approach to the engineering of local magnetic forces for control of neuronal organization. Neuron-like cells loaded with magnetic nanoparticles (MNPs) are plated atop and controlled by a micro-patterned platform with perpendicular magnetization. Also described are magnetic characterization, MNP cellular uptake, cell viability, and statistical analysis.

ייצור פלטפורמות מגנטיות עבור ארגון בקנה מידה מיקרון של נוירונים מחוברים

The ability to direct neurons into organized neural networks has great implications for regenerative medicine, tissue engineering, and bio-interfacing. ...

פרוטוקול עבור הדמיה מגנטית תחום עם בחיי עיר היסטרזיס מדידת וההתקנה ממוטבת

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

תדירות ערבוב סורק זיהוי מגנטי הדמית חלקיקים מגנטיים בדגימות מישורים

הפעלה של שלט מגנטי של בדיקות מיקרומטר

נדידת תאים דנדריטים ניטור באמצעות

מגנטו-אופטיים ומשולשים-אפיון של מבנים ננוטוני

מיפוי שדה מגנטי באמצעות הולוגרפיה אלקטרונית מחוץ לציר במיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה

מיפוי שדה מגנטי באמצעות הולוגרפיה אלקטרונית מחוץ לציר במיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה

אופטימיזציה של רזולוציה ורגישות מיקרוסקופית כוח מגנטי כדי להמחיש תחומים מגנטיים בקנה מידה ננומטרי

דימות תהודה מגנטית כמותי של מחלת שריר שלד

פינצטה מגנטית במהירות גבוהה למדידות ננומכניות על אלמנטים רגישים לכוח

ייצור פלטפורמות מגנטיות עבור ארגון בקנה מידה מיקרון של נוירונים מחוברים