粒徑分布對磁鐵礦磁化率變溫曲線的影響

　　磁化率作為衡量物質被磁化難易程度的物理量，在環境磁學中有著廣泛的應用。通常，磁化率受磁性礦物的種類、含量、相互作用、粒徑大小、分布以及測量頻率和測量溫度等多種因素影響。為了正確判斷樣品磁化率可能反映的環境信息，識別出粒徑分布對于磁化率的影響非常關鍵。前人利用合成磁性礦物研究過粒徑分布對于磁化率的影響，但由于樣品粒度以及強磁相互作用難以控制，實驗并不能給出定量關系；而利用模擬手段研究如何通過磁化率反演粒徑分布信息的工作也并不完善。

　　中科院地質與地球物理研究所古地磁與年代學實驗室的碩士研究生趙翔宇和導師劉青松研究員利用經典的Néel理論與粒徑分布的概念構建模型，模擬了單疇磁鐵礦的磁化率隨溫度變化（κ-T）曲線。研究表明，磁鐵礦的粒徑分布能夠影響磁化率及解阻溫度，首先，κ-T曲線上因磁鐵礦解阻形成的Hopkinson峰隨分布變寬而變寬；其次，增加中值粒徑或增加分布寬度可以使解阻溫度明顯升高；另外，磁化率最大值與粒徑分布寬度具有對數函數關系。利用該模型對黃土樣品加熱產物的κ-T曲線進行擬合，得到了較好的效果，說明該模型對于反演天然樣品的粒徑分布具有一定的實用性。

　　該成果已發表在中國科學D輯英文版（Zhao X Y, Liu Q S. Effects of the grain size distribution on the temperature-dependent magnetic susceptibility of magnetite nanoparticles. Sci China Earth Sci, 2010, 53: 1071–1078）。