磁性材料的介绍.pptx

磁性材料;一、材料的磁性;什么是磁性材料？; 磁性材料拥有数千年应用历史，如今更与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。 ;磁性的来源;现代观点 物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性。;磁矩m：表征磁性物体磁性大小的物理量，磁矩愈大，磁性愈强，即物体在磁场中所受的力也大。 磁矩只与物体本身有关，与外磁场无关。 ;磁感应强度 B：B = μ0 (H+M)，单位：特斯拉(T)或韦/米2 (Wb/m2)。 μ0是真空磁导率， μ0 =4??10-7H/m。 在真空中(M=0)，当磁场强度H为(107/ 4?)A/m时，相应的磁感应强度 为1T。;磁性材料的分类;按照形态分类：粉体材料、液体材料、块体材料和薄膜材料等。 按照用途分类：铁芯材料(如变压器、继电器)、磁头材料(录音机)、磁记录材料(磁带、磁盘)、磁致伸缩材料(传感器)、磁屏蔽材料(通讯仪器、电器)等。 按照磁性能分类：(1)软磁材料，其矫顽力较小，磁滞回线较窄；(2)硬磁材料，其矫顽力较大，磁滞回线较宽；(3)矩磁材料，其剩磁大而矫顽力小，磁滞回线为矩形。;软磁和硬磁材料的对比;磁性材料的发展史;各种银行卡; U盘采用Flash芯片存储，属于电擦写电门。在通电以后改变状态，不通电就固定状态，所以断电以后资料能够保存。;; 第一个提出电磁炮概念并进行实验的是挪威伯克兰教授，1901年获得了专利。;原理 传统的火炮都是利用弹药爆炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮弹迅速加速，推出炮膛。而电磁炮则是把炮弹放在螺线管中，给螺线管通电，那么螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力，将炮弹射出。;磁性材料市场的代表企业; 当磁化磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，但磁化和退磁不在同一条曲线上，退磁要滞后于磁化曲线，这种现象叫做“磁滞”，这条闭合线叫做磁滞回线。; 起始磁感应强度B＝0，加磁场后，材料逐渐磁化。H增加，B增加，当H增加到一定程度，B值不再上升，达到饱和磁感应强度Bs。 把磁场强度降下来，开始Bs保持一段，当磁场强度H继续降为0时，材料的磁感应强度不为零，依然保留磁性，即Br (简称为剩磁)。 此时，加上一个反向磁场，迫使材料的磁感应强度下降，直到失去磁性，这一段叫做“矫顽”，即退磁过程。在B＝0时的反向磁场强度Hc称为“矫顽力”，表示材料保持磁化，反抗退磁的能力。;　　整个磁滞回线由两个S形组成，曲线围成的面积越大，矫顽力越大，要求的矫顽场强度越大，磁性材料就越硬。反之，曲线围成的面积越小，磁性材料就越软。;磁性的分类;抗磁性物质 呈抗磁性或称逆磁性。 ?＜0，M与H方向相反 。 磁化率? 很小，-10-5 ～-10-6 ，且不随温度变化。 属于这类物质的金属有：Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Mg。;抗磁性是所有物质的共同性质，通常非常小，自然界中绝大多数物体都是抗磁性的。; 顺磁性物质：在磁场作用下，物质中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一致的定向排列现象。 本质：轨道上有未成对电子，物质内部有净磁矩，磁矩不为零。温度升 高，磁矩不易排列整齐，磁性减弱，磁化率受温度影响而改变的规律称 “居里定律”。; 特征：顺磁性，组成这些物质的原子具有恒定的与外磁场无关的磁矩。 χ＞0， M与H方向相同，磁化率?在 10-3～10-5 。 χ属于这类物质的金属有：La、Pr、Mn、Al、除Be以外的碱金属和 碱土金属以及居里温度以上的铁磁性元素Fe、Ni、Co等。;铁磁性物质：物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。;铁磁性物质的原子结构特点： 原子存在未填满的内电子层(例如3d或4f层)，在此层中未对消的电子自旋磁矩产生原子磁矩。 原子间距与未满电子层半径之比值要求有一定的大小，这样才能够有足够大的交换力，使物质中原子磁矩同向排列，才能形成铁磁性。 ;自发磁化：铁磁体的原子磁矩在不加外磁场时，由于一种自身力量的作用而互相平行排列，呈饱和磁化的状态。;反铁磁性: 在晶体中A、B两个亚晶格中的磁矩正好数量上相等，方向相反，净磁矩为零，就表现为反铁磁性。 ;亚铁磁性：铁氧体中A、B两种离子的磁矩是反平行取向，但磁矩有不同，离子数目也不同