动态磁滞回线计算的简单模型：在热疗优化中的应用
材料科学
2011-04-25 v2 医学物理
摘要
为了优化磁性纳米粒子（MNPs）在磁热疗应用中的加热性能，需要计算其在交变磁场中的磁滞回线面积。本文介绍并比较了三种适用于描述MNPs磁滞回线的理论与数值模拟：平衡函数、基于Stoner-Wohlfarth模型的理论（SWMBTs）和线性响应理论（LRT）。从SWMBTs和数值模拟中推导出计算主回线磁滞面积的合适公式；并明确研究了该解析公式的有效域。对于次回线，磁滞面积计算基于LRT。LRT与磁滞回线数值模拟之间获得了完美的一致性。明确研究了LRT的有效域。提出了适用于任意各向异性MNP的低场下磁滞面积计算公式。磁滞面积随磁场变化的数值模拟显示其遵循幂律，且指数范围很广。然后，利用从LRT和SWMBTs导出的解析表达式对磁热疗进行理论研究。结果表明，LRT仅适用于强各向异性的MNPs，而SWMBTs应适用于弱各向异性的MNPs。推导了磁热疗中MNPs的最佳体积与材料和实验参数的关系。计算了相对于MNP各向异性的最大可实现比吸收率（SAR）。结果表明，最佳各向异性可提高SAR并减小粒径分布的不利影响。最佳各向异性易于计算，仅取决于热疗实验中所用的磁场和MNP的磁化强度。将理论最佳参数与几种磁性材料的参数进行了比较。
引用
@article{arxiv.1007.2009,
title = {Simple models for dynamic hysteresis loops calculation: Application to hyperthermia optimization},
author = {J. Carrey and B. Mehdaoui and M. Respaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.2009},
year = {2011}
}
备注
35 pages, 1 table, 11 figures