《E物质的磁性》课件.ppt

E物质的磁性E物质是具有磁性的物质。物质的磁性可以用来制造各种磁性设备，例如磁铁、磁悬浮列车等。

课程导入磁性现象磁性是自然界中的一种基本现象，广泛存在于物质世界中。磁性材料磁性材料具有独特的磁学性质，在现代科技领域发挥着重要作用。学习目标深入了解磁性材料的基本概念、性质和应用，为后续课程学习打好基础。

什么是磁性？吸引和排斥磁性是一种物质的特性，可以吸引或排斥其他磁性物体。方向性磁体具有方向性，会指向地球的南北方向。磁场磁体周围存在磁场，可以对其他磁性物体产生作用。

磁性的基本性质11.磁极磁铁有南北两极，同极相斥，异极相吸。22.磁力线磁力线从磁铁的北极发出，回到南极，形成闭合曲线。33.磁场磁铁周围存在着磁场，磁场可以使磁针偏转。44.磁通量磁通量是磁力线穿过某一面积的多少，是衡量磁场强弱的物理量。

磁性的应用领域导航指南针利用地球磁场进行定位，引导航行。数据存储硬盘、磁带等磁性存储设备利用磁性材料记录信息。音频设备扬声器利用磁性材料将电信号转换成声波。医疗诊断磁共振成像(MRI)利用磁场和射频波获取人体内部结构信息。

磁性材料的种类及特点铁磁性材料铁磁性材料是指具有强磁性的材料。它们拥有很高的磁导率，能被强磁场磁化，并在磁场消失后仍然保持一定的磁性。典型的铁磁性材料包括铁、钴、镍和一些合金。亚铁磁性材料亚铁磁性材料是指由两种或多种原子组成的化合物，其磁矩方向相反，但大小不同，从而产生净磁矩。例如，铁氧体（Fe3O4）。反铁磁性材料反铁磁性材料是指由两种或多种原子组成的化合物，其磁矩方向相反，大小相等，从而产生零净磁矩。例如，锰氧化物（MnO）。顺磁性材料顺磁性材料是指在磁场作用下被微弱磁化的材料。它们在磁场消失后，磁性也随之消失。例如，铝、铂和氧气。

铁磁性材料强磁性铁磁性材料在磁场中表现出很强的磁性，并且在撤去外磁场后仍能保持一定的磁性。例如铁、钴、镍以及它们的合金。磁化强度大铁磁性材料的磁化强度远高于其他类型的磁性材料，这使得它们在许多应用中发挥着重要作用。磁滞现象铁磁性材料的磁化过程表现出磁滞现象，即磁化强度滞后于外磁场的变化，形成磁滞回线。

钕铁硼永磁体钕铁硼永磁体是目前最强的永磁材料。它具有高磁能积、高矫顽力、高剩磁等优点，广泛应用于电机、传感器、磁悬浮等领域。钕铁硼永磁体由钕、铁、硼三种元素组成，其磁性能与其化学成分、微观结构、制备工艺等因素有关。

铁氧体材料铁氧体材料，也称为亚铁磁性氧化物，是磁性材料的一种重要类型。它们由金属氧化物组成，如氧化铁，氧化镍，氧化锰等。铁氧体材料通常具有高磁阻，这意味着它们在磁场中能很好地抵抗磁化。铁氧体材料的应用非常广泛，例如在电气设备、电子元件和磁性存储设备中。例如，铁氧体磁芯被用于变压器，电感器和电容器。铁氧体磁体也被用在扬声器，磁带和硬盘驱动器中。

软磁材料软磁材料是指磁化容易、磁滞回线窄、磁化强度易于变化的材料。广泛应用于变压器、电机、磁头等电磁器件中。软磁材料的磁滞回线面积小，磁滞损耗低，能够有效提高器件的效率和性能。

磁性和原子结构的关系1电子自旋原子中电子自旋产生磁矩2轨道磁矩电子绕原子核运动产生磁矩3磁性材料材料中磁矩排列决定磁性材料的磁性与原子结构密切相关，尤其是电子结构。原子中电子的自旋和轨道运动会产生磁矩。磁性材料的磁性取决于这些磁矩的排列方式。例如，铁磁性材料中的磁矩平行排列，而反铁磁性材料中的磁矩反平行排列。

磁化曲线与磁导率磁化曲线描述了材料在不同磁场强度下的磁化强度变化。磁导率反映了材料在外磁场作用下磁化程度。

磁滞回线及其特点磁滞回线磁滞回线描述了铁磁材料的磁化过程，展示了磁化强度和磁场强度之间的关系。回线的形状和大小反映了材料的磁性特征。饱和磁化当磁场强度足够大时，磁化强度达到饱和状态，这意味着材料中的磁畴已经完全排列一致。矫顽力矫顽力是指将磁化强度降为零所需的磁场强度，它反映了材料抵抗退磁的能力。磁滞损耗磁滞回线所包围的面积代表了磁滞损耗，即磁化过程中能量的损失。

磁滞损耗磁滞损耗的定义磁滞损耗指的是磁性材料在磁化过程中，由于磁滞现象而产生的能量损失。它是一个重要的指标，影响着磁性材料的应用。损耗类型磁滞损耗主要包括以下几种：旋磁损耗，涡流损耗，磁后效损耗，结构损耗，磁壁运动损耗。

磁性材料的制备工艺原材料准备制备磁性材料的第一步是准备原材料，比如铁、镍、钴等金属或氧化物。粉末合成将原材料通过物理或化学方法制成粉末，例如球磨、化学沉淀等。成型将粉末通过压制、挤压等方式成型为所需的形状，例如磁体、薄膜等。烧结将成型的坯体在高温下进行烧结，使粉末颗粒相互结合，形成致密的固体材料。加工对烧结后的材料进行机械加工，使其达到所需的尺寸和形状，例如切削、研磨等。

铁氧体材料的制备1原料准备首先需要准备氧化铁、钡碳酸盐等原料，并根据铁氧体的