EPSRC hibe EP/K027956/2 altında mali desteği ile gerçekleştirilmiştir. Bu makalenin arkasında tüm temel verileri yazarın erişilebilir.

1. etki alanı görüntüleme ile ölçüm-In Situ BH için numune hazırlama <ol><li>makine iki U şekilli parçalar (parçalar A ve B) çelikten ilgi ile şekil 1 ' de gösterildiği gibi Elektrik deşarj (EDM) işleme. Not iki bölümden, Yani 1 mm daha kalın yatay bölüm ve Bölüm A mm PAH 1 arasındaki farkı bilinen bir sağlamak için tasarlanmış ve gerekli kalınlığı (Bu gazetede 1.5 mm) örnek (Bölüm A) sonra monte ve zemin (bkz: Şekil 1 için boyutları ve yordamlar 2.1-2,4 daha ayrıntılı bilgi için).</li>
</ol> 2. Metalografik örnek hazırlama <ol><li>sıcak-sıkıştırma mount Bölüm A, tercihen kullanarak saydam bir Dağı üretmek bileşikleri. 
	: Bileşikler doğru miktarda örnek sıkıştırma montaj sırasında zarar görmesini önlemek için dikkatli olun. Mount son kalınlığı 5-10 mm örnek yüksekliği daha büyük olmalıdır. Artık stres sonra etki alanı yapısı üzerinde bazı etkileri yol açabilir sıkıştırma montaj neden olabilir fazlalaştı.
	<ol><li>Yer Bölüm A, yukarı, sıkıştırma-montaj makine kalıp içine bakacak şekilde iki bacağı.</li>
		<li>20 mL metil metakrilat bileşik toz kalıp içine ekleyin.</li>
		<li>Montaj döngüsü aşağıdaki parametrelerle başlatmak: ısınma süresi - 4.5 dk, soğutma süresi - 4 dk, basınç - 290 Bar ve sıcaklık - 180 ° C.</li>
		<li>Döngüsü tamamlandığında Dağı alın ve kalınlığı kontrol edin. 20-25 mm arasında olmalıdır.</li>
	</ol></li> <li>Bağlı örnek yan bacak Bankası ortaya kadar yüzeyde 320 kum SIC kağıt bir taşlama makinesi kullanarak karşı karşıya U şeklinde örnek iki bacağı eziyet. 
	Not: Otomatik bileme objektif yuvasının iki düz yüzeylerin paralel taşlama sonra emin olmak için tavsiye edilir.</li>
	<li>Öbür ucuna monte eziyet ve onay örnek U şeklindeki yüzeyi düz parçası kadar sık gösterir, dikdörtgen yüzey açığa kadar eziyet.</li>
	<li>Bir kumpas kullanarak ortaya örnek uzunluğunu ölçmek ve dikkatle taşlama devam ve sık sık ölçün. Ortaya örnek uzunluğu başlangıçta (genellikle biraz üzerinde 23 ilk dikdörtgen şeklinde gösterildiğinde mm gibi) zımpara ile artacaktır. 25.05 ± uzunluğu ulaşır ulaşmaz taşlama durdurmak 0.05 mm. Bu noktada, yani 25 mm sensör bölümü (Bölüm B şekil 1 ' deki) aynı boyutlarda cilalı örnek olacak uzunluğu ve 1,5 mm kalınlıkta. Taşlama sonra bilinen ve gerekli örnek kalınlığı mikron, yaklaşık on bir hoşgörü içinde tasarlanmış örneği (Bölüm A şekil 1), PAH kırma ile birlikte bu yordamı verir.</li>
	<li>Lehçe örnek göre standart Metalografik örnek hazırlama yordamları için yumuşak çelikler 14. 
	Dikkat: Bu örnek kalınlığını değiştirme ve bu nedenle yanlış BH ölçüm neden örnek yeniden eziyet değil.</li>
	<li>Parlak yüzeyi mat olana bir pamuklu çubukla uygun reaktif (örneğin % 2 saf demir veya düşük karbonlu çelik için x) ile 1-5 s için kullanarak cilalı örnek etch.</li>
	<li>Örnek bir optik mikroskop altında kontrol edin. Etkili bir gravür Mikroyapı örnek açıkça ortaya koyacaktır.</li>
	<li>Kazınmış yüzey katman tamamen kaldırılana kadar Ajan parlatma 1 µm elmas kullanarak yeniden örnek Lehçe. Değil emin eğer mikroskop altında kontrol.</li>
	<li>Tekrarlama adım 2.6-2.8 için 4 - 6 kez. Bu herhangi bir iş sertleştirilmiş yüzey katmanı kaldırır.</li>
	<li>Bitirmek için 2 dk. Alümina süspansiyon kullanarak parlatma 
	Not: Burada deneme duraklatılmış.</li>
</ol> 3. Akı yoğunluğu (B) ölçüm bobin hazırlanması <ol><li>Bölüm B, şekil 1 ' de gösterilen kullanarak sensör olun.
	<ol><li>Sarma Bankası Bölüm B. U şekil (Yani en uzun tarafı) boyunca çift taraflı bant tabakası</li>
		<li>0.20 mm çap emaye bakır tel kullanarak, tek bir katman sarın, 50 Bölüm B, yaklaşık 100 mm tel bobin her sonunda bırakarak en uzun tarafında etrafında rulo dön.</li>
		<li>Mine 800 kum zımpara kullanarak tel her iki ucuna son 20 mm den kaldırmak.</li>
	</ol></li> <li>Kontrol bobin ve örnek arasında elektrik kısa devreler için.
	<ol><li>Bir multimetre almak ve süreklilik için test etmek için ayarlayın. Bölüm B ve diğer bir kablo sonuna bir sonda dokunma. 
		Not: Olmalıdır bobin ve örnek, arasında hiçbir süreklilik bobin ve örnek arasında süreklilik ise, tel için örnek kısa devre ve bobin kaldırıldı ve yeniden uygulanan.</li>
	</ol></li></ol> 4. Set Up etki alanı Imaging teçhizat <ol><li>Yükleme/düzeltme örnekleri üzerinde Şekil 2 ' de gösterilen VKA Testi.
	<ol><li> Şekil 2 ' de (a) gösterilen açık plaka düz bir yüzeye yerleştirin ve açık plaka deliğe monte örnek uygun.</li>
		<li>Bir tutkal tabancası yerde tutmak için oluşturulmuş örnek çevresi sıcak eritebilir uygulayın.</li>
		<li>Ekle Bölüm B uyarma aracılığıyla bobinler örnek sahibi dibine; örnek örnek sahibi tepesinden yaklaşık 1 mm tarafından çıkıntı.</li>
		<li>Örnek sahibi arkası üzerine arka plaka düzeltmek ve gevşek Hall sensör tarafından görsel denetleme örnek ile hizalanır sağlanması alt fındık sıkın.</li>
		<li>Kolay montaj ve hizalama için bir elektromıknatıs formları uyarma bobin heyecan verici geçerli uygulamak.</li>
		<li>De tarafından Bölüm A Şekil 2, Bölüm B alt yardımı ile anılan elektromıknatıs (maksimum güç mükemmel bir uyum hissettim) manyetik kuvvet ile üst hizalama örnek monte ederseniz görsel denetleme saydamdır. Bölüm A ve Kısım B doğru kaplin BH döngü ölçüm doğruluğu için önemlidir. Tartışma daha ayrıntılı bir açıklama için bkz.</li>
		<li>Üst plaka örnek sahibine bolt.</li>
		<li>Bölüm A ve kısım b arasında basınç uygulamak için alt fındık sıkın Fittinglerin malzeme ve etki alanı yapısı üzerindeki etkileri dolayısıyla stres kaynaklı içinde stres neden olabilir fazlalaştı. VKA Testi şekil 2b gibi görünmelidir.</li>
	</ol></li> <li>Görme alanı arasında tutarlı bir şekilde iyi bir odaklama için örnek düzey. Bu adımı son derece 50 kez ya da daha yüksek bir objektif lens kullanılır ve ferro akışkan uygulamadan önce yapılmalıdır tavsiye edilir.
	<ol><li>Kil bakir bir temiz cam slayt üzerine boyutunu modelleme bir parça koy.</li>
		<li>Modelleme kil ile örnek üstüne VKA Testi yaklaşık Merkezi teçhizat ile hizalama yer.</li>
		<li>Objektif doku üstünde tepe-in örnek yüzeyi koruma için üç adet koyun.</li>
		<li>Tesviye basın mikroskobu ile örnek için yaklaşık kullanarak tüm testi teçhizat Merkezi düzeyi uyumlu basınla.</li>
	</ol></li></ol> 5. Manyetik etki alanı görüntüleme <ol><li>yağ bazlı ferro-sıvı seyreltme.
	<ol><li>1 mL yağ bazlı ferro-bir pipet kullanarak sıvı çizmek ve 5 mL şişe ekleyin.</li>
		<li>Orijinal çözücü (hidrokarbon petrol) 0.5 mL ferro-sıvı için şişe ekleyin.</li>
		<li>Sallamak için 10 s.</li>
	</ol ></li> <li>uygulama ferro-sıvı örneği.
	<ol><li>Tek bir damla (yaklaşık 0.25 mL) ferro-bir pipet kullanarak sıvı ve örnek yüzey üzerinde geçerlidir.</li>
		<li>Temiz mikroskop slayt örnek üzerinde koymak ve yavaş yavaş bir ince ve düzgün katmanı oluşturmak için örnek yüzeyi kapalı cam slayt slayt. İyi bir bitiş bir kehribar rengi ile yarı saydam olmalı.</li>
	</ol></li> <li>Statik etki alanı görüntüleme <ol><li>ferro-sıvı kurur önce hafif bir mikroskop altında etki alanı desen gözlemlemek. Yeterli aydınlatma ve küçük bir diyafram (diyafram diyafram ayarlayarak) için en iyi kontrast kullanın. 
		Uyarı: ferro-sıvı güçlü bir ışık yay daha uzun süre gerekli bu ferro akışkan kuru olarak.</li>
		<li>Silin veya durulama aseton ile ferro akışkan etki alanı görüntüleme sonra kaldırmak için.</li>
		<li>Örnek yüzeyi iyice temizleyin ve örnek deneyler sonra kuru.</li>
	</ol></li> <li>Dinamik etki alanı görüntüleme <ol><li>mikroskop için yüksek hızlı bir video kamera takmak.</li>
		<li>Bir manyetik alan hareket DWs yapmak için örnek için geçerli. VKA Testi mevcut 4 kA/m örnek yüzey ile paralel bir alanına uygulamak için kullanılabilir. Dikey alan yüzeye dikey ekseni ile bir bobin kullanılarak uygulanabilir.</li>
		<li>Güvenli bir şekilde VKA Testi için örnek düzeltmek. Tutkal tabancası kullanarak örnek etrafında sıcak eritebilir uygulanır. Katılaşmış tutkal-ebilmek var olmak kolayca çıkarmak deneyler sonra. 
		Not: Adımları 5.1-5.2 de burada geçerlidir.</li>
	</ol></li></ol> 6. In Situ BH ölçümleri ve etki alanı görüntüleme <ol><li>görüntüleme sistemi şekil 3 ' te gösterilen in situ etki bağlan.
	<ol><li>Bağlan sensör uyarma BH analyzer güç çıkışı bobinler. Manchester Üniversitesi tarafından geliştirilen bir in-house BH analizörü kullandık. Ayrıntılı bir açıklama bizim önceki yayın 15 ' te bulunabilir.</li>
		<li>Hall sensör BH analyzer H giriş kanala bağlanmak.</li>
		<li>Sensör B bobinleri BH analyzer B giriş kanala bağlanmak.</li>
		<li>BH Analyzer H ve B çıkışlarını iki analog giriş kanalı (bundan sonra bölge savcısı olarak boks yapmak denir) Midas DA BNC Breakout kutusu için bağlanmak sırasıyla her iki girişlerine ground kaynak (GS) ayarlanır sağlamak.</li>
		<li>Sync içinde yüksek hızlı kamera Sync dışarı-in DA kutusuna bağlanın.</li>
		<li>Tetiği yüksek hızlı kamera DA kutusu tetikleyiciye bağlayın.</li>
	</ol></li> <li>BH analyzer yazılımı test parametrelerinde girdi. Çapraz kesit alanı örnek m 2 ' de girilmesi gerekir; Bu durumda 6 x 10 - 6 m 2.</li>
	<li>DA yazılım eğitimi göre veri eşitleme parametrelerini ayarlamak.
	<ol><li>Kare (kare başına 4) başına veri noktalarının sayısı ile çarpılır yüksek hızlı kamera kare hızı (500 kare/sn) olmak oranı (2000/s) eşitleme ayarla.</li>
		<li>Öncesi tetikleyici uzunluğu (yüzde olarak) kamera aynı olarak ayarlanmış.</li>
	</ol></li> <li>Yüksek hızlı video kamera kayıt için hazır ayarla. Diğer bir deyişle, kamera tetiklenmeye bekleyen başlayacak.</li>
	<li>BH analyzer açmak ve büyük döngü ölçmek için bir 1 Hz uyarma sinüsoidal akım uygulamak; BH döngünün bir görüntü gösterilir.</li>
	<li>Yaklaşık olarak ölçülen BH döngü olduğunu onay beklendiği açısından zorlayıcı alan, remanence, manyetik doygunluk, vs. Yoksa, Bölüm A ve Kısım B arasında mekanik bağlantı kontrol edilmelidir.</li>
	<li>Bir tetikleyicisi gönderilerek tarafından sinyal BH analyzer ya DA yazılım arayüzü tetikleyici butonuna tıklayarak kamera tetiklemek.</li>
	<li>Stop kayıt veri ve video en az bir BH sonra döngü yazılım DA döngüsünde.</li>
	<li>Çevirmek BH analyzer. 
	Uyarı: Elektrik örnek uzun bir süre için özellikle geçerli örnek kadar ısı ve hızlı bir şekilde ferro akışkan kuru gibi bir doğru akım (DC), kullanılıyorsa, çalışan geçerli tutmayın.</li>
	<li>Temiz örnek ve ilerideki analizleri için yenileme.</li>
</ol>

<ol><li>Meilland, P., Kroos, J., Buchholtz, O. W., Hartmann, H. J. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2184736">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.tandfonline.com/doi/abs/10.1179/174328105X71254?journalCode=yirs20">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://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1656680">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304885315307083">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="https://www.amazon.com/Introduction-Magnetism-Magnetic-Materials-Second/dp/0412798603">Introduction to magnetism and magnetic materials. 2nd edn</a>. , Chapman and Hall. 171-175 (1998).</li>
<li>Liu, J., Wilson, J., Davis, C., Peyton, A. <a target="_blank" href="http://www.proceedings.com/32119.html">55th Annual British Conference of Non-Destructive Testing</a>. , Nottingham, UK. (2016).</li>
<li>Turner, S., Moses, A., Hall, J., Jenkins, K. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3334201?journalCode=jap">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://ieeexplore.ieee.org/document/280956/">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://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2401048?journalCode=jap">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="https://www.researchgate.net/publication/287051815_Changes_of_magnetic_minor_hysteresis_loops_during_creep_in_Cr-Mo-V_ferritic_steel/amp">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.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304885306004288">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="https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.75.155">Magnetic Domain Patterns on Single Crystals of Silicon Iron.</a> Physical Review. 75 (1), 155-178 (1949).</li>
<li>Hubert, A., Schäfer, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHubert%2C+A+%22Magnetic+Domains%3A+The+Analysis+of+Magnetic+Microstructures%22">Magnetic Domains: The Analysis of Magnetic Microstructures</a>. , Springer. Berlin Heidelberg. 373-492 (1998).</li>
<li><a target="_blank" href="NULL">Buehler SumMet A Guide to Materials Preparation & Analysis. 2nd edn</a>. , Buehler. (2011).</li>
<li>Wilson, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304885314000687">Measurement of the magnetic properties of P9 and T22 steel taken from service in power station.</a> J. Magn. Magn. Mater. 360 (0), 52-58 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Metalografik örnek hazırlama etki alanı desen kalitesi ile acı yöntemi için çok önemlidir. İlk kaba taşlama miras yeraltı hasarı gerçek etki alanı yapısını belirsiz. Bu yapay etkiler genellikle yoksul karşıtlığını DWs ve zorlanma nedeniyle hasar ve bazen bir labirent benzeri desen ile ilgili birçok küçük etki alanı özellikleri neden. Amorf bir yüzey katman sonra bir unrepresentative etki alanı yapınızı verecek ciddi yüzey hasarı nedeniyle oluşabilir. Bu nedenle ilk etapta yeraltı hasarı en aza indirmek için etki alanı görüntüleme için Metalografik numune taşlama sırasında büyük özen önemlidir. Gibi bu kağıt veya bir uzun kimyasal mekanik parlatma önerilen etch parlatma döngüleri çoğu kez kalan kaldırmak için gerekli ek yordamları yüzey katmanı hasar. Bir aşırı taşlama olarak yerinde BH ölçüm için örnek hazırlanması için ekstra dikkat gerekir veya yeniden bileme örnek kalınlığı değişir; akı yoğunluğu Bölüm A, bölüm b akı yoğunluğu ölçümü tarafından çıkarılır gibi doğru kalınlığı bilgi doğru B değerlerini belirlemek için gereklidir % 10 hata kalınlıkta kabaca % 10 hata B değerleri yol açar bu yüzden yazılım tarafından yüzdelik B değerleri sağlanan, kesit alanı doğrudan orantılı; Ancak ilişkidir doğrusal olmayan, basit bir kalibrasyon ölçüm sonra mümkün değil. Aşırı zemin numuneleri hala etki alanı görüntüleme için kullanılabilir ama ölçülen BH döngüler kantitatif temsilcisi kontrol örnek bölümü için gerçek BH eğrinin olmayacaktır unutulmamalıdır. B değerleri nedeniyle azalan kalınlığı daha küçük iken H ölçüleri hala gerçek değerleri yaklaşık temsilcisi olmalıdır ve bu nedenle düz parçanın kesit alanı. Overgrinding söz konusu olduğunda, bir örnek kalınlığı sonuçta etki alanı görüntüleme tamamlanır ve in situ ölçülen B değerlerini (sensör için) ölçek ölçmek için objektif yuvasının dışına bir faktör tarafından tasarlanmış/FINAL kalınlığında eşit alabilirler gerçek B değerleri (örnek), sadece bir çıkar yol ölçü yaklaşık.
Ferro-sıvı dinamik etki alanı görüntüleme için özellikle önemli bir faaliyettir. DW hareketleri derecesini beklentisi kısa bir ferro-sıvı performans bir DC kullanarak tanıdık bir örneği alan uygulanan kontrol etmelisiniz düşerse. Belgili tanımlık piyasaya çıkarma, ferro-sıvı ihtiyacı yerine kalırsa. Taze ferro-sıvı en etkin ve depolama sırasında belli oldu. Her deneme için orijinal çözücü kullanarak seyreltme tarafından taze ferro-sıvı az miktarda yapmak için önerilir. İkinci mikrosaniye göre tedarikçi (Rene V, 2016) aralığında olduğuna inanılıyor iken etkinlikte ferro akışkan veya tepki süresi (örnek inceleme altında etki alanı yapısını değiştirmek için) veri mevcut değildir. Hangi manyetik alan dinamik etki alanı görüntüleme bu soruşturma için uygulanan frekans 1 Hz, da büyük BH döngü ölçüm için en uygun frekans ile yapıldı. Ferro-sıvı daha yüksek manyetizasyon frekansta performansını henüz tespit edilebilir olmaktır.
Çözünürlüğü göreceli olarak düşük (yaklaşık 1 µm) 11iken rahat ve hassas acı yöntemidir. Bu yöntem statik etki alanı desenler için uygulamaya DWs tarafından ayrı göstermek çelikler sınırlar &#62; 2 µm. Ancak, hala o etki alanı olarak dinamik etki alanı görüntüleme için değerinin uygulanan alanları eylem altında boyutunu artırır. VKA Testi mevcut yalnızca bir alan in situ olarak BH ölçümler için örnek yüzeyli paralel uygulayabilirsiniz. Crystallographic doku etkisi veya DW hareket işlemleri çeliklerin tahıl odaklı bir doku veya tahıl yönüne uygun örnek yönlendirme seçilir emin olmak için numune örnekleme aşamada dikkate almak gerekir çalışması için.
İn situ olarak BH döngü ölçüm önemi iki kat olduğunu. İlk olarak, uygulanan alanını ve manyetik özellikleri açısından DW hareketi süreçlerin nicel yorumu sağlar. İkinci olarak, BH döngü davranışları, manyetik özellikleri ve microstructures çeliklerin arasında temel bir bağlantı kurmak yardımcı olur ve sonuçta EM sensör sinyalleri Mikroyapı değerlendirme için yorumlama yardımcı olur. Bu hala meydan okuyor ve DW hareket işlemleri ve/veya etki alanı yapısı için karmaşık microstructures bağlamak için büyük önemi, özellikle crystallographic yönelimleri tahıl. Dağınık kırınım (EBSD) analiz örnekleri yürütülen ve statik ve dinamik etki alanı desenleri için eşlenen gelecekte, elektron geri döndü. Sonuçlar farklı türleri farklı tahıl gözlenen etki alanı desenleri ve tahıl yönler ile ilgili uygulanan alanını yönergeleri ile ilişkili farklı etki alanı duvar hareket işlemler yorumlamaya yardımcı.
Bu yöntemle üretilen BH döngü doğru uygulandığında üreten yakın-meli var olmak istimal kapalı manyetik devre halka örnek parçaları A ve B kapalı bir manyetik devre oluşturur. Ancak, her iki parça mükemmel birlikte donatılmıştır değil, bir hava boşluğu manyetik devre tanıtılacak ve sonuçları bozuk. Bu bozulma kendisi BH döngü kesme olarak sunacak; iyi bilinen bir etkisi en fazla H, manyetik remanence bir azalma ve daha 'çapraz' görünen döngü bir artış ile karakterize. Test sırasında böylece elde döngüler karşılaştırmak için Bölüm A montaj önce kullanarak bir BH döngü elde etmek için BH döngü ölçüm sistemi kullanmak için manyetik eşleme değerlendirilebilir ve tekrarlanabilirliği optimize tavsiye edilir.
Bölüm A ve Kısım B aşağıdaki faktörler ve gereksinimleri dikkate alınarak boyutları seçtik. Bölüm A ve Kısım B farklılıkları nedeni adım 2.1 ifade edildi. Öncelikle 2. adımda açıklanan montaj süreci yatay uzunluğu belirler (25 mm, şekil 1bakınız) bu testler için kullanılan örnekleri. Yatay uzunluğu ve derinliği (4 mm, şekil 1) tarafından belirlenen bir büyük cilalı yüzey alanı, numune hazırlama yanı sıra optik mikroskobu faydalıdır. Örnek kalınlığı yeterince sert bir örnek denetim altında malzemesinden üretmek için gereken en az olmalıdır; Bu durumda 1.5 mm. Pratiklik ve işleme maliyetini de kalınlığı seçerken dikkate alınmalıdır. Küçük enine kesiti örnek, uyarma tarafından üretilebilir büyük akı yoğunluğu için verilen bir akım bobini. Daha yüksek akımlar oluşturulan daha fazla ısı ve hızlı kurutma ferro akışkan yol. Çok sayıda uyarma rulolar döner arzu edilir. İki bacağı (15 mm, şekil 1) uzunluğu teçhizat yüksekliğini belirler. İkinci örnek sahne ve mikroskop objektif lens maksimum aralığını daha küçük olmalıdır. Maksimum akı yoğunluğu ve uygulanan alanını kullanıcı tarafından en iyi karar ve uygulama belirli. Bu BH döngü ( BH döngü çok küçük bir dB/dH sergileyen) doygunluk yakın, ancak bu bölümde eğrinin çok düşük uygulanan alanlardan çok yüksek uygulamalı alanlarına uzanıyor ve yaklaşan değerleri gerektirebilir gözlem açıktır 100 kA/m malzeme önce gerçekten manyetik olarak doymuş için söylenebilir. Deneyimlerimizden maksimum alan 2 kA/m (saf demir ve örneğin tüm çelikler bu pape okudu yumuşak çelikler için uygulananr) - 10 kA/m (için sert çelikler örneğin martensitli Çelik) örnek bu 'dizin' ötesinde büyük BH döngü, manyetize sırasında en önemli etki alanı duvar hareketleri gerçekleşmesi bekleniyor.
Özet olarak, mevcut sistemin etki alanı görüntüleme ile ölçüm- in situ olarak BH için DW hareket bağlama için çalışıyor gibi doğrudan çelikler BH döngü için işler olduğunu kanıtladı. Bu yöntem çelikler, daha fazla microstructural karakterizasyonu ile birlikte Mikroyapı manyetik özelliği ilişkilerde temel çalışma için yararlı bir araç olmak için tahmin edilmektedir.

Elektromanyetik (EM) sensörleri çeşitli geliştirilmiş veya değerlendirme ve Mikroyapı, mekanik özellikleri veya sürünme zarar ferritik çeliklerin endüstriyel işleme, ısıl işlem veya hizmet pozlama1 sırasında izleme ticari ,2. Bu sensörler bir non-yıkıcı ve temassız moda faaliyet ve ferritik çeliklerin microstructural değişiklikler onların elektrik ve Manyetik Özellikleri alter ilkesine dayanır. Microstructures açısından EM sinyalleri yorumlamak için bir nedensel manyetik özellikleri ve sonra malzemelerin Mikroyapı EM sinyalleri bağlantı vardır. Karşılıklı indüktans Çoklu frekans EM sensörleri gibi çeşitli EM sensör sinyalleri ve EM özellikleri (örneğin göreceli geçirgenliği ve iletkenlik) arasındaki ilişkileri de elektromanyetik araştırma analitik ile kurulan birkaç tipik sensör geometrileri3için bildirilmiş ilişkileri. Ne zaman özellikle var ancak, EM veya manyetik özellikleri (örneğin ilk geçirgenliği, coercivity) ve belirli microstructures arasındaki ilişkileri hala daha fazla veya daha az ampirik, nitel veya, birçok durumda, kullanılamaz, kalır 4manyetik davranışı etkileyen ilgi microstructural özellikleri birden fazla türü.
Ferromanyetik malzemeler (DWs) etki alanı duvarlarla ayrılmış hizalanmış manyetik anları oluşan manyetik etki alanları içerir. Bir manyetik alan uygulandığı gibi etki alanları DW hareket, etki alanı çekirdekleşme ve büyüme, ve/veya etki alanı rotasyon yeniden hizalı olacak. Etki alanı teorisi hakkında daha ayrıntılı bilgi5başka bir yerde bulunabilir. Microstructural şekil öyle aynı derecede precipitates veya tahıl sınırları bu işlemler ile etkileşim ve bu nedenle ferromanyetik malzemeler4,6,7,8 manyetik özellikleri etkiler . Bir manyetik alan uygulandığında çelikler ve manyetik özellikleri farklı microstructural özelliklerinde etki alanı yapılarına ve DW hareket süreci etkileyebilir. Mikroyapı ve manyetik özellikleri arasında temel bir bağlantı kurmak için manyetik etki alanı yapısı ve DWs ve Mikroyapı özellikleri altında farklı uygulanan alan ve frekanslar arasındaki etkileşim içine bakmak gereklidir çelikler.
Manyetik histeresis döngüleri veya BH döngüler coercivity, remanence, diğerleri arasında Diferansiyel ve sıkıştırma, aşamalı geçirgenliği gibi malzemelerin temel manyetik özellikleri tarif edebilirim. BH döngü analiz Mikroyapı değerlendirilmesi ve mekanik özellikleri ferritik çeliklerin9,10için yararlı tahribatsız test (NST) yöntem haline gelmiştir. BH döngü manyetik akı yoğunluğu malzeme muayene (B) karşı uygulanan manyetik alan (H) altında bir komplodur. Bir manyetik alan içinde bağlı olarak örnek bir uyarma bobin tarafından sağlanan geçerli, değişen bir zamanla B H bir manyetik alan sensör (sık salonu ölçülür ise örnek denetim altında çevreleyen ikinci bir bobini ölçülür sensör) örnek yüzeye yakın yerleştirilir. Bir malzemenin BH özellikleri en doğru ölçüm ayrı uyarma çekirdek kullanımı tatmin edici sonuçlar olabilir gibi bir halka örnek ama diğer yöntemler tarafından sunulan gibi kapalı bir manyetik devre kullanılarak yapılabilir. Her iki büyük bilimsel önemi nedir ve DW hareketi in situ gözlenmesi taşımak edebilmek için pratik değeri manyetik ölçümler sırasında ve doğrudan bağlantı için bunları manyetik özellikleri ve Mikroyapı. Bu arada, ezelî derinden etkileyici diğer etki alanı gözlem veya manyetik ölçüleri yapmak çok zordur.
Çeşitli etki alanı arasında görüntüleme teknikleri, acı yöntemi, yani ince manyetik parçacıklar manyetik DWs ortaya çıkarmak için kullanarak, kolay kurulum ve yüksek hassasiyet11de dahil olmak üzere bazı belirgin avantajları vardır. Bir orta, örneğin ferro-sıvı kullanımı nedeniyle, deneyim ve yüksek kaliteli desenler ve acı yöntemleri kullanarak tutarlı sonuçlar elde etmek için zaman bir sürü alır. Acı yöntemi için artık daha az müsamaha gösterecektir olduğundan amaçlanan ve optik mikroskobu (OM) ve tarama elektron mikroskobu (SEM), için optimize edilmiş standart Metalografik numune hazırlama, genellikle birçok çelikler için yetersiz acı desenleri verimleri yeraltı hasar ve OM ve SEM daha ilişkili yapay etkileri Ferro-sıvı zayıf uygulama nedeniyle mümkün yapay etkileri vardır. Bu kağıt ek örnek hazırlama yordamları, standart Metalografik olanlar, hazırlık ve uygulama ferro-sıvı, gözlem in situ için manyetik optik mikroskoplar ve yöntemi kullanarak etki alanı yapılarına göre detayları ölçüm.
Elektrik çelikler olmuştur tek kristalleri (örneğin sı-demir12) etki alanı yapılarına gözlem veya Si tahıl yönelik birçok çalışma13bildirdi. Bu malzemelerin microstructural özellikleri (yani tahıl/kristal Yönlendirme ve tahıl sınırları) yalnızca az sayıda karıştın ve etki alanı yapılarına (ile 0,1 mm12sırasına olmak etki alanı genişliği) görece kaba vardır. Bu yazıda, polikristalin ferritik çeliklerin, düz düşük karbon çelik (0,17 wt % C) de dahil olmak üzere etki alanı desenleri gözlenen ve bildirdi. Düşük karbon çelik çok daha güzel tane boyutu (ortalama eşdeğer dairesel çapı yaklaşık 25 µm) ve ince (ile etki alanı genişliği mikrometre sırasını) elektrik çelikler yapıya etki alanı vardır ve bu nedenle arasındaki karmaşık etkileşimleri göster çeşitli microstructural özellikleri ve DW hareketi süreçleri.
Bu kağıt yerinde BH (manyetik histeresis) ölçümleri ile acı yöntemiyle dinamik etki alanı görüntüleme için bir roman ısmarlama rig öneriyor. Bildirilen yöntemi avantaj kolaylık ve geleneksel acı yönteminin yüksek hassasiyet alır ve in situ BH ölçüm kesinti veya etki alanı duvar hareket işlemleri ile müdahale olmadan sağlar. Bu etki alanı duvar hareket süreçlerini microstructural özelliği etkileşimlerde ferritik çeliklerin kendi BH döngüleri ile arasında doğrudan ve nicel bağlar kurarak kolaylaştırır. Bu yöntem çelikler Mikroyapı manyetik özelliği ilişkilerde temel çalışma için yararlı bir araç haline ve non-yıkıcı çelik microstructures değerlendirilmesi için elektromanyetik sensör sinyalleri yorumlanması yardımcı olmak için tahmin edilmektedir.

<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

Bu kağıt en uygun etki alanı desenleri standart Metalografik örnek hazırlama yordamları için karşılaştırıldığında ilave adımlar üzerinde odaklanan acı yöntemi kullanarak elde etmek için gerekli örnek hazırlama iletişim kurallarının ayrıntılandırdığı. Kağıdın bir roman ısmarlama rig in situ olarak BH ile (manyetik histeresis) ölçümleri görüntüleme dinamik etki alanı için ve sensör hazırlık ve teçhizat kullanımı doğru BH ölçüm sağlamak için protokoller ayrıntılandırdığı öneriyor. Statik ve sıradan dinamik etki alanı görüntüleme (olmadan yerinde BH ölçüler) iletişim kuralları da sunulmaktadır. Bildirilen yöntemi avantaj kolaylık ve geleneksel acı yönteminin yüksek hassasiyet alır ve in situ olarak BH ölçüm kesinti veya etki alanı duvar hareket işlemleri ile müdahale olmadan sağlar. Bu etki alanı duvar hareket işlemleri – microstructural özelliği etkileşimlerde ferritik çeliklerin kendi BH döngüleri ile arasında doğrudan ve nicel bağlar kurarak kolaylaştırır. Bu yöntem çelikler Mikroyapı-manyetik özelliği ilişkilerde temel çalışma için yararlı bir araç haline ve non-yıkıcı çelik microstructures değerlendirilmesi için elektromanyetik sensör sinyalleri yorumlamaya yardımcı olmak için tahmin edilmektedir.

Şekil 4 sırasıyla bir endüstriyel saf demir ve düşük karbonlu çelik için uygulanan herhangi bir manyetik alan olmadan yüksek kaliteli statik etki alanı kalıplarının iki örnek gösterir. Bir malzeme ve kalıplarının örneğin paralel (veya 180 °) paketleri de dahil olmak üzere farklı türleri içinde açıkça DWs ve 90 ° DWs, farklı tahıl görebilirsiniz. Parlatma iyi kalitesi sayesinde, orada taşlama neden olduğu yeraltı hasar nedeniyle etki alanı kalıplarının rasgele bozulma belirtisi yok; ve sonuçları mikroyapıda güçlü bir bağlantısını göster. Örneğin, 180° DW aralığı (saf demir için genellikle yaklaşık 10 µm) ve düşük karbonlu çelik için yaklaşık 5 mikron desen tane boyutu (saf demir için yaklaşık 200 µm) ve düşük karbon çelik ortalama eşdeğer dairesel çapı 25 µm ve etki alanı ile artırır bir Re üzerinde tahıl crystallographic yönlendirme bağımlı. Bu acı desenleri gibi DW kalınlığı yaklaşık 30 olarak tahmin gerçek Bloch DW kalınlığı yansıtmak zorunda değildir unutulmamalıdır saf demir5nm. Desen kalitesi yüksek tekdüzelik ferro-sıvı uygulama en uygun olduğunu gösterir.
Şekil 5 göstermektedir nedeniyle yoksul yüzey hazırlama, şekil 5bir ve 5b, tatmin edici sonuçlar birkaç örnek veya örnek güvenli dinamik görüntüleme sırasında düzeltmek için ya da örnek seviyeye başarısız olursa. Not bile çok küçük bir mahsup hareket mikroskop altında açıktır. Video altında dikey şekil 5c gösterildiği gibi örnek yüzeye uygulanan alanını eylem yak²n gidecek; veya örnek yanal uygulanan paralel bir AC alanı söz konusu olduğunda uygulanan alanını frekansta salınım.
Şekil 6 DW hareketi işleminden çıkarılan etki alanı görüntüleri bir dizi ölçülen in situ BH döngünün farklı noktalarda video gösterir. Video açıkça BH döngüde DW hareketi süreçleri ve pozisyon arasında güçlü bir bağlantı gösterir. Örneğin, 180° DWs 90° olanlar Yani nokta 1 ile 50 mıknatıslanma sırasında; arasındaki BH döngü 'diz' yakın bölge A meydana içine geçişin ve 225-250 sırasında uygulanan alanını yönde dönen etki alanlarını belirtir demagnetization nokta arasındaki süreç tersine çevirir. 180 ° DWs görüntüleri alt dizi çoğunluğu önemli ölçüde hareket etmeyin ilginçtir. Bunun nedeni belli değil. Bir olasılık uygulanan alanını yönünü ki yaklaşık etki alanı yön-e doğru dik oluyor ve bu nedenle de 180 ° DWs taşımak ne de etki alanı yönü ile hizalamak için döndürmek için neden olabilir olabilir. Ancak, segmentleri bölge B çıkıntı içinde sola doğru ve sağa doğru sırasında mıknatıslanma ve demagnetization sırasıyla bölge C çıkıntı iken sadece biraz sola doğru olarak işaretlenmiş. Bu olgu yeraltı parçacıkları veya bileşen uygulanan alanını paralel ve dolayısıyla onun eylem altında hareket için yerel etki alanı yön engellemeden kapanımlar olabilir göstermek için görünüyor. Mıknatıslanma değil tam doymuş olduğunu göstergesidir. Crystallographic yönde tahıl ve herhangi bir yeraltı parçacıkların malzemelerin etki alanı yön daha fazla çözümleme ve microstructural ihtiyaç vardır.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig1.jpg"> 
Şekil 1: çizimler için in situ etki alanı görüntüleme sensörü ve numune parçalar (birim: mm). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig2.jpg"> 
Resim 2: şematik derleme in situ etki alanı görüntüleme çizim teçhizat 4. (a) ayrı bölümden önce varlık (b) montajı bitmiş derleme. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig3v3.jpg"> 
Şekil 3: bileşenleri ve bağlantı görüntüleme sistemi in situ etki alanının şematik. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig3v3large.jpg">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig4v2.jpg"> 
Şekil 4: saf demir ve bir 0.2 wt % Karbonlu çelik için statik etki alanı desenler. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig4v2large.jpg">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig5v2.jpg"> 
Şekil 5: düzgün iletişim kuralları takip etmek başarısız sonuçlanan yetersiz etki alanı şablon örnekleri. etki alanı model (aynı düşük karbon çelik örnek bir Şekil3) eksik bağlantılar Mikroyapı zavallı örnek yüzey hazırlığı nedeniyle düzensiz (a) ; (b) ferro-sıvı dökme olarak ekstra düşük karbon çelik örneği; zayıf uygulama nedeniyle düşük kontrast karanlık desen (c) etki alanı desenleri yak²n bir saf demir örnek dikey alan eylem altında devam <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig5v2large.jpg">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56376/56376fig6v2.jpg"> 
Şekil 6: bir dizi etki alanı resmi kare ölçülen in situ BH döngü noktaları bir dizi etki alanı döndürme gösterilen ilgi işaretli bölgeleriyle karşılık gelen etki alanı duvar hareket işlem videodan ayıklanan ve büyük olasılıkla bir dökme olarak ekstra düşük karbon çelik örneği microstructural özellikleri ile etkileşimler. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56376/56376fig6v2large.jpg">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</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

En iyi duruma getirilmiş kurulum ve manyetik etki alanı görüntüleme ile Situ histeresis ölçüm için iletişim kuralı

Örnek ile VKA Testi özellikle in situ olarak BH ölçümleri ile dinamik etki alanı görüntüleme için en uygun etki alanı desen kaliteli ve doğru BH elde etmek için kullanarak iletişim kurallarını ve sensör Hazırlık işlemleri bu kağıt ayrıntılandırdığı ölçümleri.

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 Görüntüleme.  University of Warwick. Örnek ile VKA Testi özellikle in situ olarak BH ölçümleri ile dinamik etki alanı görüntüleme için en uygun etki alanı desen kaliteli ve doğru BH elde etmek için kullanarak iletişim kurallarını ve sensör Hazırlık işlemleri bu kağıt ayrıntılandırdığı ölçümleri.

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.

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

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

Mühendislik

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.

Için Mikrometrik Sondalar uzaktan manyetik uyarılı<em&gt; In situ</emBakteriyel biyofilm Fiziksel Özelliklerinin&gt; 3D Mapping

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

Biyomühendislik

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.

Kullanarak İzleme Dendritik Hücre Göç<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H Manyetik Rezonans Görüntüleme

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

İmmünoloji ve Enfeksiyon

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.

Fotonik Nanoyapıların Spektral ve Açı Çözümlü Manyeto-Optik Karakterizasyonu

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>Transmisyon Elektron Mikroskobunda Eksen Dışı Elektron Holografisi Kullanılarak Manyetik Alan Haritalaması

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.

Transmisyon Elektron Mikroskobunda Eksen Dışı Elektron Holografisi Kullanılarak Manyetik Alan Haritalaması

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.

Nano Ölçekli Manyetik Etki Alanlarını Görselleştirmek için Manyetik Kuvvet Mikroskobu Çözünürlüğünü ve Duyarlılığını Optimize Etme

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.

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

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

Tıp

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.

Kuvvete duyarlı elemanlarda nanomekanik ölçümler için yüksek hızlı manyetik cımbız

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

Biyokimya

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.

Birbirine Bağlı Nöronların Mikron Ölçekli Organizasyonu için Manyetik Platformların İmalatı

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

En iyi duruma getirilmiş kurulum ve manyetik etki alanı görüntüleme ile Situ histeresis ölçüm için iletişim kuralı

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

Için Mikrometrik Sondalar uzaktan manyetik uyarılı

Kullanarak İzleme Dendritik Hücre Göç

Fotonik Nanoyapıların Spektral ve Açı Çözümlü Manyeto-Optik Karakterizasyonu

Transmisyon Elektron Mikroskobunda Eksen Dışı Elektron Holografisi Kullanılarak Manyetik Alan Haritalaması

Transmisyon Elektron Mikroskobunda Eksen Dışı Elektron Holografisi Kullanılarak Manyetik Alan Haritalaması

Nano Ölçekli Manyetik Etki Alanlarını Görselleştirmek için Manyetik Kuvvet Mikroskobu Çözünürlüğünü ve Duyarlılığını Optimize Etme

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

Kuvvete duyarlı elemanlarda nanomekanik ölçümler için yüksek hızlı manyetik cımbız

Birbirine Bağlı Nöronların Mikron Ölçekli Organizasyonu için Manyetik Platformların İmalatı