磁性材料的认识与应用.ppt
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磁性材料与器件永磁材料课件
特性
具有高磁导率、高矫顽力、高剩磁和 低温度系数等特点，能够提供稳定的 磁场环境。
永磁材料的分类
硬磁材料
矫顽力较高，磁性能稳定，不易退磁，常用于制造永磁体和各种永磁元件。
软磁材料
矫顽力较低，磁导率高，易于磁化和退磁，常用于制造变压器、电机和互感器 等电磁元件。
永磁材料的应用领域
电子信息技术
用于制造各种电子器件，如扬 声器、耳机、麦克风等。
磁场
磁力作用的场，对处于其 中的磁体产生作用力。
磁畴的形成与结构
磁畴定义
铁磁物质内部的一个个小区域，每个区域内的分 子磁矩都差不多沿着同一方向。
磁畴结构
在磁畴壁或畴心处，磁矩方向产生改变，导致磁 场强度突变。
磁畴形成
在温度低于居里点时，自发磁化过程导致磁畴形 成。
磁化过程与磁滞回线
磁化曲线
表示磁场强度与磁感应强 度之间关系的曲线。
永磁材料具有良好的稳定性和耐久性，可以长时间保存记录的 信息，保证数据的可靠性和完整性。
在磁记录中应用永磁材料可以实现低能耗，降低设备的运行成 本。
利用永磁材料的特性，可以实现快速读写操作，提高了数据处 理的效率和响应速度。
永磁材料在其他器件中的应用
医疗器械
在医疗器械中，永磁材料可 以用于制造各种医疗设备和 器械，如核磁共振成像仪、 磁场治疗仪等。
感谢观看
熔炼法
熔炼法是一种通过高温融化原材料，然后进行浇 注、冷却和加工得到永磁材料的方法。
该方法的优点在于可以制备出大型的永磁体，且 生产效率较高。
熔炼法的缺点在于制备出的永磁材料性能较低， 且需要大量的能源和原材料。
化学共沉淀法
01
化学共沉淀法是一种通过化学反应将原材料转化为沉淀物，然 后进行热处理得到永磁材料的方法。
具有高磁导率、高矫顽力、高剩磁和 低温度系数等特点，能够提供稳定的 磁场环境。
永磁材料的分类
硬磁材料
矫顽力较高，磁性能稳定，不易退磁，常用于制造永磁体和各种永磁元件。
软磁材料
矫顽力较低，磁导率高，易于磁化和退磁，常用于制造变压器、电机和互感器 等电磁元件。
永磁材料的应用领域
电子信息技术
用于制造各种电子器件，如扬 声器、耳机、麦克风等。
磁场
磁力作用的场，对处于其 中的磁体产生作用力。
磁畴的形成与结构
磁畴定义
铁磁物质内部的一个个小区域，每个区域内的分 子磁矩都差不多沿着同一方向。
磁畴结构
在磁畴壁或畴心处，磁矩方向产生改变，导致磁 场强度突变。
磁畴形成
在温度低于居里点时，自发磁化过程导致磁畴形 成。
磁化过程与磁滞回线
磁化曲线
表示磁场强度与磁感应强 度之间关系的曲线。
永磁材料具有良好的稳定性和耐久性，可以长时间保存记录的 信息，保证数据的可靠性和完整性。
在磁记录中应用永磁材料可以实现低能耗，降低设备的运行成 本。
利用永磁材料的特性，可以实现快速读写操作，提高了数据处 理的效率和响应速度。
永磁材料在其他器件中的应用
医疗器械
在医疗器械中，永磁材料可 以用于制造各种医疗设备和 器械，如核磁共振成像仪、 磁场治疗仪等。
感谢观看
熔炼法
熔炼法是一种通过高温融化原材料，然后进行浇 注、冷却和加工得到永磁材料的方法。
该方法的优点在于可以制备出大型的永磁体，且 生产效率较高。
熔炼法的缺点在于制备出的永磁材料性能较低， 且需要大量的能源和原材料。
化学共沉淀法
01
化学共沉淀法是一种通过化学反应将原材料转化为沉淀物，然 后进行热处理得到永磁材料的方法。
磁性材料pptppt课件
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
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6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
15第十五讲 磁性材料
TN
＞0， M与H方向相同；磁化率在10-5～10-3。
反铁磁性物质原子之间的磁矩不同于铁磁性物质是平行的，而是反平 行排列的。这种反方向的磁矩相互抵消，结果使总的磁矩为零。
常见的反铁磁性物质有：部分金属如Mn、Cr等；部分铁氧体如 ZnFe2O4和某些化合物MnO、NiO、FeF2等。
5、亚铁磁性物质
2、顺磁性物质
有些材料在受到外加磁场H的作用后，其感生的磁化强度M和H的 方向相同，这种磁性称为顺磁性。
＞0， M与H方向相同；磁化率在 10-5～10-3 。 其特征是组成这些物质的原子具有固有的总磁矩 。
H=0
H≠0
当 H=0 时，由于热动能的原因，原子磁矩混乱取向，对外不显示宏观磁性。
电子状态：4个量子数 n，l，ml，ms
对于原子中的每一个电子，都有唯一一组四个量子数以确定其能量状 态。
以Fe为例，铁原子有26个电子，它们在各壳层的填充方式为： 1s2、2s2、2p6、3s2、3p6、3d6、4s2，其中未填满的次壳层是3d层。 d层共有5个不同方向的轨道，每个轨道可容纳两个自旋相反的电子， 所以d层可填充10个电子，现在只填充了6个电子，电子分布应该是
2、磁晶各向异性和各向异性能 磁晶各向异性
磁性材料通常是各向同性的多晶体，但组成多晶体的各个单晶体却 并不是各向同性的。由于构成一个晶体的原子在晶体各个方向上的 排列情况不同，因而晶体沿不同方向的磁性也各不相同。
这种由于晶体结构上的各向异性造成磁性上的各向异性，称为
磁晶各向异性。
磁晶各向异性能
2、当两个原子距离很小时，交换积分A 小于零，为使Eex处于能量最低状态，只 有cosφij=-1才行，说明邻近两原子的磁矩 是反平行的，这是反铁磁物质Cr和Mn以 及亚铁磁物质的情况；
＞0， M与H方向相同；磁化率在10-5～10-3。
反铁磁性物质原子之间的磁矩不同于铁磁性物质是平行的，而是反平 行排列的。这种反方向的磁矩相互抵消，结果使总的磁矩为零。
常见的反铁磁性物质有：部分金属如Mn、Cr等；部分铁氧体如 ZnFe2O4和某些化合物MnO、NiO、FeF2等。
5、亚铁磁性物质
2、顺磁性物质
有些材料在受到外加磁场H的作用后，其感生的磁化强度M和H的 方向相同，这种磁性称为顺磁性。
＞0， M与H方向相同；磁化率在 10-5～10-3 。 其特征是组成这些物质的原子具有固有的总磁矩 。
H=0
H≠0
当 H=0 时，由于热动能的原因，原子磁矩混乱取向，对外不显示宏观磁性。
电子状态：4个量子数 n，l，ml，ms
对于原子中的每一个电子，都有唯一一组四个量子数以确定其能量状 态。
以Fe为例，铁原子有26个电子，它们在各壳层的填充方式为： 1s2、2s2、2p6、3s2、3p6、3d6、4s2，其中未填满的次壳层是3d层。 d层共有5个不同方向的轨道，每个轨道可容纳两个自旋相反的电子， 所以d层可填充10个电子，现在只填充了6个电子，电子分布应该是
2、磁晶各向异性和各向异性能 磁晶各向异性
磁性材料通常是各向同性的多晶体，但组成多晶体的各个单晶体却 并不是各向同性的。由于构成一个晶体的原子在晶体各个方向上的 排列情况不同，因而晶体沿不同方向的磁性也各不相同。
这种由于晶体结构上的各向异性造成磁性上的各向异性，称为
磁晶各向异性。
磁晶各向异性能
2、当两个原子距离很小时，交换积分A 小于零，为使Eex处于能量最低状态，只 有cosφij=-1才行，说明邻近两原子的磁矩 是反平行的，这是反铁磁物质Cr和Mn以 及亚铁磁物质的情况；
磁学与磁性材料基础知识PPT课件
l
F=mH H
低能量态
F=mH -m
+m F=mH
H
12
▼磁化曲线
1.2 材料的磁化
磁化曲线是表示磁感应强度B和磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系
图为铝镍钴合金的磁化曲线
13
▼磁滞回线
M=0时的矫顽力， 称为内禀矫顽力
Br，Mr表示剩磁
B=0时的矫顽力， 称为磁通矫顽力
矫顽力是表征材料在磁化以后保持磁化状态的能力
通常将BHC<80~800Am-1的材料为软磁材料；将BHC>8103~8105 的材料称为硬磁材料；介于1~20kA m-1之间的为半硬磁材料
14
退磁曲线
退磁曲线上每一点的B和H的乘积(BH)为磁能积， 表征永磁材料中能量大小的物理量。 (BH)的最大值为最大磁能积(BH) max
15
1.3 磁性和磁性材料分类
2
磁极和电流周围都存在磁场，磁场可以用磁力线表示：
磁力线特点：
从N极出发，进入与其最邻近的S极，并形成闭合回路； 通常呈直线或曲线，不存在呈直角拐弯的磁力线； 任意二条同向磁力线之间相互排斥，因此不存在相交的磁力线；
3
▼磁偶极子和磁矩
如果一个小磁体能够用无限小的电流回路
+m
来表示，我们就称为磁偶极子。用磁偶极
第Hale Waihona Puke 章 磁学基础知识★ 静磁现象
磁矩 磁化强度M 磁场强度H和磁感应强度B 磁化率和磁导率 退磁场 静磁能
★ 材料的磁化 磁化曲线
磁滞回线
物质的磁性分类
★ 磁性与磁性材料的分类
磁性材料分类
1
▼磁场
1.1 静磁现象
电荷周围存在电场，可以用电力线来表示
功能材料-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
磁性材料的认识与应用(PPT)教学资料
磁铁氧体6 万吨、永磁铁氧体8 万吨、钕铁硼磁体2000 吨。
总之, 从市场发展看, 中国长期在全球磁 性材料市场发展前景是乐观的。
六
1.磁材行业经过“七·五”、“八·五”技术改造, 不少厂家引进了 美、日、德、意等国先进生产线或生产线关键设备, 大都取得了
、
较好的经济效益和社会效益, 但个别单位受骗上当, 交了学费, 尤 其是二手设备的引进, 容易失误。
（1） 铁硅合金： 最常用的软磁材料， 常用作低频变压器、 发电机的铁芯；
铁硅合金
低频变压器
（2）铁镍合金：典型代表材料为坡莫合金，具有高 的磁导率（磁导率μ为铁硅合金的10~20倍）、低的损 耗；并且在弱磁场中具有高的磁导率和低的矫顽力， 但力学性能不太好，通常应用于电子材料；
坡莫合金
电压互感器
最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度（B）和磁场强度 乘积（H）的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大， 材料的性能越好。
四、磁性材料的应用
1.永磁材料
永磁材料经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其 性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。永磁材料包 括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低，但磁性能 一般，用于一般要求的永磁体。金属永磁材料中钕铁 硼（Nb-Fe-B）稀土永磁，钕铁硼磁体不仅性能优， 而且不含稀缺元素钴，作为稀土永磁材料发展的最新 结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。
磁化电流，以至于零，那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最 终趋于原点的环状曲线，如图2所示。当H减小到零时，B亦同时降为零， 达到完全退磁。
3.磁材料常用的性能参数
饱和磁感应强度Bm：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材 料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bm。 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、 应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密 切相关。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时， 自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器 件工作的上限温度。 磁滞损耗 ：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗 ，降低磁 滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc 。
磁性材料 课件
题后反思理解磁化和退磁的实质是处理此类问题的关
键。
探究二 磁性材料与磁记录
磁性材料为什么能记录信息?录音、录像磁带上的磁性材料应该用硬 磁性材料还是软磁性材料?
提示:磁性材料在外界磁场作用下,能够被磁化,这就使我们可以利用磁 性材料记录外界磁场的信息。磁记录时,通过把声音、图像或其他信息转变 为变化的磁场,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化,这样就能在磁带或磁卡 上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号;录音、录像磁带上的磁性 材料是用来作磁记录的,需要磁化后长久保持磁性,所以用硬磁性材料。
2.磁记录 (1)磁卡背面的黑条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁 盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录,我们可以保存大量的信息,并 在需要的时候读出这些信息。 (2)地磁场留下的记录:地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,据推测, 地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变,大约每过 100 万年,地磁场 南北极会完全颠倒一次。
3.磁化与退磁的实质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化 的小区域组成的,这些磁化的小区域叫作磁畴。磁化前,各个磁畴磁化方向 不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用宏观上互相抵消,物体对外不显 磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴磁化方向有规律地排列起来,使 得磁场大大加强。高温下磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁 畴的排列也会被打乱,这些情况下材料就会产生退磁现象,如图所示为材料 磁化前和磁化后的情形。
1.磁化和退磁的概念 (1)磁化 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫作磁化。 如图所示。
螺丝刀与磁铁接触后磁化
(2)退磁 原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的 作用,就会失去磁性,这种现象叫作退磁。
键。
探究二 磁性材料与磁记录
磁性材料为什么能记录信息?录音、录像磁带上的磁性材料应该用硬 磁性材料还是软磁性材料?
提示:磁性材料在外界磁场作用下,能够被磁化,这就使我们可以利用磁 性材料记录外界磁场的信息。磁记录时,通过把声音、图像或其他信息转变 为变化的磁场,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化,这样就能在磁带或磁卡 上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号;录音、录像磁带上的磁性 材料是用来作磁记录的,需要磁化后长久保持磁性,所以用硬磁性材料。
2.磁记录 (1)磁卡背面的黑条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁 盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录,我们可以保存大量的信息,并 在需要的时候读出这些信息。 (2)地磁场留下的记录:地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,据推测, 地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变,大约每过 100 万年,地磁场 南北极会完全颠倒一次。
3.磁化与退磁的实质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化 的小区域组成的,这些磁化的小区域叫作磁畴。磁化前,各个磁畴磁化方向 不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用宏观上互相抵消,物体对外不显 磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴磁化方向有规律地排列起来,使 得磁场大大加强。高温下磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁 畴的排列也会被打乱,这些情况下材料就会产生退磁现象,如图所示为材料 磁化前和磁化后的情形。
1.磁化和退磁的概念 (1)磁化 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫作磁化。 如图所示。
螺丝刀与磁铁接触后磁化
(2)退磁 原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的 作用,就会失去磁性,这种现象叫作退磁。
磁性材料介绍 ppt课件
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
Ni-Zn系(镍锌)
I、 μ> 1000 ：使用于1至300MHz之宽带带
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
软磁材料
软磁材料区分： 1.金属系列材料 ----- 电阻系数小， 低频使用。 2.压粉系列材料 ----- 电阻系数小， 中低频使用。 3.氧化物系列材料--- 电阻系数大， 中高频使用。
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
磁记录材料
磁记录材料区分： 1.磁性粉末---水平记录、垂直记录 2.磁性薄膜---水平磁化膜、垂直磁化膜
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, 1.金属磁石-----铝镍钴、 铁铬钴 2.稀土类磁石—钐钴、钕铁硼 3.铁氧磁石-----钡系、锶系 4.复合磁石-----铁氧、钐钴
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
Ni-Zn系(镍锌)
I、 μ> 1000 ：使用于1至300MHz之宽带带
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
软磁材料
软磁材料区分： 1.金属系列材料 ----- 电阻系数小， 低频使用。 2.压粉系列材料 ----- 电阻系数小， 中低频使用。 3.氧化物系列材料--- 电阻系数大， 中高频使用。
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, TAIWAN, R.O.C.
磁记录材料
磁记录材料区分： 1.磁性粉末---水平记录、垂直记录 2.磁性薄膜---水平磁化膜、垂直磁化膜
TAI-TECH Advanced Electronics Co., Ltd.
NO. 1, YOU 4TH ROAD, YOUTH INDUSTRIAL DISTRICT, YANG-MEI, TAO-YUAN HSIEN, 1.金属磁石-----铝镍钴、 铁铬钴 2.稀土类磁石—钐钴、钕铁硼 3.铁氧磁石-----钡系、锶系 4.复合磁石-----铁氧、钐钴
磁性材料的介绍 ppt课件
磁性材料
复合材料研究所
2016.12.19
复合材料研究所
复合材料研究所
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。
磁性材料是高科技发展的重要分支之一。
一个国家的磁性材料能反映其技术 发展水平，对这种材料的需求量能反 映一个国家的经济状况和平均生活水 平。
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 学 磁化强度M：衡量物质有无磁性或磁性大小的物理量，定义为物质单 基 位体积中的磁矩大小，矢量，由S极指向N极。 本 参 磁场强度H：指外界磁场的大小，也是一个矢量，由S极指向N极，磁 量 场强度H一般是由导体中的电流或者永磁体产生。
复合材料研究所
一、材料的磁性
磁学是一门既古老又年轻的学科，磁学基础研究与应用的需求互相促
进，在国防和国民经济中起着重要作用。 早期观点
• 安培分子电流：在磁介质中分子、
磁
原子存在着一种环形电流(分子
性
电流)，分子电流使每个物质微
的
粒都成为微小的磁体；在磁场中， 分子电流沿磁场方向排列，显磁
来
性。
源
复合材料研究所
电磁炮
复合材料研究所
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
……
复合材料研究所
国内磁粉生产商
• 麦格昆磁 • 四川银河 • 上海纪元 • 天津津滨 • 浙江朝日科 • 浙江韵升 • 上海爱普生
复合材料研究所
2016.12.19
复合材料研究所
复合材料研究所
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。
磁性材料是高科技发展的重要分支之一。
一个国家的磁性材料能反映其技术 发展水平，对这种材料的需求量能反 映一个国家的经济状况和平均生活水 平。
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 学 磁化强度M：衡量物质有无磁性或磁性大小的物理量，定义为物质单 基 位体积中的磁矩大小，矢量，由S极指向N极。 本 参 磁场强度H：指外界磁场的大小，也是一个矢量，由S极指向N极，磁 量 场强度H一般是由导体中的电流或者永磁体产生。
复合材料研究所
一、材料的磁性
磁学是一门既古老又年轻的学科，磁学基础研究与应用的需求互相促
进，在国防和国民经济中起着重要作用。 早期观点
• 安培分子电流：在磁介质中分子、
磁
原子存在着一种环形电流(分子
性
电流)，分子电流使每个物质微
的
粒都成为微小的磁体；在磁场中， 分子电流沿磁场方向排列，显磁
来
性。
源
复合材料研究所
电磁炮
复合材料研究所
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
……
复合材料研究所
国内磁粉生产商
• 麦格昆磁 • 四川银河 • 上海纪元 • 天津津滨 • 浙江朝日科 • 浙江韵升 • 上海爱普生
磁性材料基础知识课件优秀课件
Байду номын сангаас大磁能积（BH）max
法定计量单位为：千焦耳每立方米（kJ/m3），以前常用兆高奥 （MGOe）为计量单位
它们之间的换算为：１ （MGOe）＝7.96 （kJ/m3）；也常用近似 值８进行换算。
永磁电机对永磁铁氧体的要求
(1)高的剩余磁感应强度Br。因为Br高才能确保电机有较高的转速， 大的输出扭矩和大的功率。电机才会有较高的效率。
矫顽力Hc Hcb 指在反磁化过程中，当H反向增加到Hcb时，反向磁场和被测磁体剩 磁叠加后，磁感应强度B=0。此时，如果撤走反向磁场，被测磁体仍 会有一定剩磁。 Hcj 指在反磁化过程中，当H反向增加到H=Hcj时，反向磁场撤销后，被 测磁体的剩磁Br=0。
最大磁能积(BH)max 退磁曲线上每点所对应的磁感应强度B和磁化场强度H的乘积称磁能 积。其中的最大者叫最大磁能积（BH）max
磁性材料基础知识课件优秀课 件
二、磁性材料的分类
磁性材料按性质分为金属和非金属两类，前者主要有电工 钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。
按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。
按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各
(2)高的Hcb。因为Hcb高，才能确保电机输出所需的电动势，使 电机工作点靠近最大磁能积，充分利用磁体的能力。
(3)高的Hcj。Hcj高可以确保电机有较强的抗过载退磁及抗老化， 抗低温的能力。
(4)高的(BH)max。(BH)max越高，表示永磁铁氧体在电机中实 际的运行的工作系数越好。
(5)磁能量Φ越大越好，这将极大提高电机的工作效率。 (6)退磁曲线的矩形度越好，电机的动态损失越小。 (7)永磁铁氧体的电阻率越高，涡流损失越小。 (8)永磁铁氧体的温度系数小，在高温下才具有良好的温度稳定性
法定计量单位为：千焦耳每立方米（kJ/m3），以前常用兆高奥 （MGOe）为计量单位
它们之间的换算为：１ （MGOe）＝7.96 （kJ/m3）；也常用近似 值８进行换算。
永磁电机对永磁铁氧体的要求
(1)高的剩余磁感应强度Br。因为Br高才能确保电机有较高的转速， 大的输出扭矩和大的功率。电机才会有较高的效率。
矫顽力Hc Hcb 指在反磁化过程中，当H反向增加到Hcb时，反向磁场和被测磁体剩 磁叠加后，磁感应强度B=0。此时，如果撤走反向磁场，被测磁体仍 会有一定剩磁。 Hcj 指在反磁化过程中，当H反向增加到H=Hcj时，反向磁场撤销后，被 测磁体的剩磁Br=0。
最大磁能积(BH)max 退磁曲线上每点所对应的磁感应强度B和磁化场强度H的乘积称磁能 积。其中的最大者叫最大磁能积（BH）max
磁性材料基础知识课件优秀课 件
二、磁性材料的分类
磁性材料按性质分为金属和非金属两类，前者主要有电工 钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。
按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。
按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各
(2)高的Hcb。因为Hcb高，才能确保电机输出所需的电动势，使 电机工作点靠近最大磁能积，充分利用磁体的能力。
(3)高的Hcj。Hcj高可以确保电机有较强的抗过载退磁及抗老化， 抗低温的能力。
(4)高的(BH)max。(BH)max越高，表示永磁铁氧体在电机中实 际的运行的工作系数越好。
(5)磁能量Φ越大越好，这将极大提高电机的工作效率。 (6)退磁曲线的矩形度越好，电机的动态损失越小。 (7)永磁铁氧体的电阻率越高，涡流损失越小。 (8)永磁铁氧体的温度系数小，在高温下才具有良好的温度稳定性
纳米磁性材料ppt课件
3. 1988年，法国巴黎大学教授研究组首先在Fe/Cr纳米结构的多 层膜中发现了巨磁电阻效应，引起国际上的反响。此后，美国、 日本和西欧都对发展巨磁电阻材料及其在高技术中的应用投入很 大的力量，兴起纳米磁性材料的开发应用热。1988年，由非晶态 FeSiB退火通过掺杂Cu和Nb控制晶粒，获得了新型的纳米晶软磁材 料； 4. 1988年，人们发现了磁性多层膜的巨磁电阻效应，并由此产生 一门新兴学科：自旋电子学。 5. 1993年，人们通过理论研究发现，纳米级的软磁和硬磁颗粒复 合将综合软磁Ms高，硬磁Hc高的优点获得磁能积比现有最好NdFeB 高一倍的新型纳米硬磁材料。 6. 进人21世纪以来，利用模板生长一维磁性纳米丝的研究很活跃， 材料包括单一金属、合金、化合物、多层材料、复合材料等，应 用目标也从存储介质到细胞分离，多种多样。
（4）生成磁性液体的必要条件 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小，
在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用，能在基液中作无 规则的热运动。基液包括：水基、煤油基、短基、二醋基、 聚苯基、硅油基、氟碳基等。
（5）磁性液体的特点
在磁场作用下可以被磁化，可以在磁场作用下运动， 但同时它又是液体，具有液体的流动性。
二、纳米磁性材料的定义
纳米磁性材料是指材料尺寸限度 Nano Material
在纳米级，通常在1-100nm的准
0D
零维超细微粉，一维超细纤维
（丝）或二维超薄膜或由它们组
成的固态或液态磁性材料。当传
1D
统固体材料经过科技手段被细化
到纳米级时，其表面和量子隧道
等
4、 磁性液体
（1）磁性液体的定义 磁性液体是由纳米磁性微粒包复一层长链的有机表
面活性剂，高度弥散于一定基液中，而构成稳定的具有 磁性的液体。其中磁性微粒尺寸通常小于10nm，呈超顺 磁性。
ppt课件第四讲磁性材料与半导体材料
作为磁性材料大量应用的纯铁是工业纯铁。由于 其电阻率低，故主要应用在直流磁化的场合。通常 工业纯铁要求其碳的质量分数小于0.02—0.04％， 而杂质的总质量分数可达0.2％—0.5％。不同牌号 的纯铁，其中杂质含量是不一样的。很纯的铁，不 易大量生产，价格很贵。
a）电工纯铁
工业纯铁可以用作合金原料。也可用作软磁材 料。作为软磁材料应用时称为电工纯铁，是一种含铁 量95％以上的软钢。这时要求没有磁时效，为此应使 铁中含C及N量极低，因为它们是造成磁时效的根源。 在纯铁中加入少量A1及Ti，可和C、N形成化合物以 降低时效。
c）稀土永磁材料
稀土永磁材料是稀土元素(用R表示)与过渡族金 属Fe，Co，Cu，Zr等或非金属元素B，C，N等 组成的金属间化合物。是一种高能积、高剩磁、 高矫顽力的材科。
钐钴合金和钕铁硼合金性能
d）其他永磁材料
近年来，微晶永磁体和纳米晶稀土永磁体的研制 受到较大重视。
① 微晶永磁体。其基本原理是在冷却过程中出现部 分晶粒来不及成长就被凝固在金属液体中，或者把制 成的非晶态通过控制晶化或使之出现新平衡相实现磁 硬化。这样获得的永磁薄带，不仅机械性能好，而且 热处理后可得到良好的磁性能；
a）铸造硬磁合金
铸造硬磁合金指铸造的A1—Ni—co和A1—Ni— Co—Ti系等合金，是一种应用广泛、高磁能积、高矫 顽力的合金。其特点是质脆而硬．只能通过铸造(或 粉末冶金)成形和磨削加工成磁体，其(BH)max从8— 80 kJ／m3。
由于六、七十年代永磁铁氧体和稀土永磁合金的迅 速发展，铝镍钴合金开始被取代，产量自七十年代以 来明显下降。但在对永磁体稳定性要求较高的许多应 用中，铝镍钴系永磁合金往往是最佳选择。铝镍钴合 金被广泛用于电机器件上，如发电机，电动机，继电 器和磁电机；以及电子行业中的扬声器，行波管，电 话耳机和受话器等。
a）电工纯铁
工业纯铁可以用作合金原料。也可用作软磁材 料。作为软磁材料应用时称为电工纯铁，是一种含铁 量95％以上的软钢。这时要求没有磁时效，为此应使 铁中含C及N量极低，因为它们是造成磁时效的根源。 在纯铁中加入少量A1及Ti，可和C、N形成化合物以 降低时效。
c）稀土永磁材料
稀土永磁材料是稀土元素(用R表示)与过渡族金 属Fe，Co，Cu，Zr等或非金属元素B，C，N等 组成的金属间化合物。是一种高能积、高剩磁、 高矫顽力的材科。
钐钴合金和钕铁硼合金性能
d）其他永磁材料
近年来，微晶永磁体和纳米晶稀土永磁体的研制 受到较大重视。
① 微晶永磁体。其基本原理是在冷却过程中出现部 分晶粒来不及成长就被凝固在金属液体中，或者把制 成的非晶态通过控制晶化或使之出现新平衡相实现磁 硬化。这样获得的永磁薄带，不仅机械性能好，而且 热处理后可得到良好的磁性能；
a）铸造硬磁合金
铸造硬磁合金指铸造的A1—Ni—co和A1—Ni— Co—Ti系等合金，是一种应用广泛、高磁能积、高矫 顽力的合金。其特点是质脆而硬．只能通过铸造(或 粉末冶金)成形和磨削加工成磁体，其(BH)max从8— 80 kJ／m3。
由于六、七十年代永磁铁氧体和稀土永磁合金的迅 速发展，铝镍钴合金开始被取代，产量自七十年代以 来明显下降。但在对永磁体稳定性要求较高的许多应 用中，铝镍钴系永磁合金往往是最佳选择。铝镍钴合 金被广泛用于电机器件上，如发电机，电动机，继电 器和磁电机；以及电子行业中的扬声器，行波管，电 话耳机和受话器等。
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2.磁性材料的磁化曲线
磁化曲线是表征物质磁化强度(B)与磁场强度（H） 的依赖关系的曲线 。
（1）磁滞回线
铁磁体的磁滞回线
B随H变化的全过程如下： 当H按 O→Hm→O→－Hc→－ Hm→O→Hc→Hm的顺序变化时， B相应O→Bm→Br→O→－ Bm→－Br→O→Bm的顺序 变化
Oa为起始磁化曲线 Bm点为饱和磁化强度
最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度（B）和磁场强度 乘积（H）的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大， 材料的性能越好。
四、磁性材料的应用
1.永磁材料
永磁材料经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其 性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。永磁材料包 括铁氧体和金属永磁材料两类。
铁氧体的用量大、应用广泛、价格低，但磁性能 一般，用于一般要求的永磁体。金属永磁材料中钕铁 硼（Nb-Fe-B）稀土永磁，钕铁硼磁体不仅性能优， 而且不含稀缺元素钴，作为稀土永磁材料发展的最新 结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。
（图1）。
基本磁化曲线（图1）
退磁曲线（图2）
在理论上，要消除剩磁Br，只需通一反方向磁化电流，使外加磁场正好 等于铁磁材料的矫顽磁力就行。实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道，
因而无法确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示：如果使铁磁
材料磁化达到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与此同时逐渐减小
磁化电流，以至于零，那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最 终趋于原点的环状曲线，如图2所示。当H减小到零时，B亦同时降为零， 达到完全退磁。
3.磁材料常用的性能参数
饱和磁感应强度Bm：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材 料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bm。 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、 应力等）。 磁导率μ ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密 切相关。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时， 自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器 件工作的上限温度。 磁滞损耗 ：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗 ，降低磁 滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc 。
(1)烧结钕铁硼磁性材料
钕铁硼磁性材料是钕，氧化铁等的合金，又 称磁钢。其特性硬而脆、易被氧化腐蚀。钕铁硼具 有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点 使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了 广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化 等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。
钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性; 不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于 粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处 理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。
虽然磁铁出现的早，但发展的十分缓慢，直到20 世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)，随后，20世纪50 年代制造出铁氧体(Ferrite)，70年代制造出稀土磁铁
，包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)。
二、磁性材料的分类（1）
人们一般把磁性材料分成金属磁性材料和铁氧体磁性材 料两大类。前者以纯金属和各种合金为原材料，后者则以氧 化铁和其他各种金属氧化物为原料。
电工钢
镍基合金
铁氧体材料
随着磁性材料的 发展以及各方面 的需要，分类以 及归纳的方法也
不尽相同。
三、磁性材料的基本特性
1.磁性
磁性材料具有磁有序的强磁性物质，广义还 包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性 物质磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内 部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺 磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁 性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁 性物质为弱磁性物质。
磁性材料的认识和应用
导 师: 叶晓萍 主讲人：郑周 答辩人: 吴秋华 陈玉彬 刘俊毅 黄小群
林岳阳 郑松标 专 业: 应用化学（精细化学）
目录
引言 磁性材料 一、磁性材料的历史
2、软磁材料
二、磁性材料的分类（1）、（2） 三、磁性材料的基本特性
（1）磁性 （2）基本磁化曲线 （3）磁性材料常用性能参数 四、磁性材料的应用
为了使用方便可将上面材料细分为永磁材料，软磁材料 ，旋磁材料以及磁信息材料 。例如：核磁共振成像仪 、粒 子加速器 、发电机 、参量放大器 、磁带等。
核磁共振仪
粒子加速器
发电机
二、磁性材料的分类（2）
当然也有的人们将磁性材料按性质分为金 属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合 金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料 。
(2)钕铁硼（Nb-Fe-B）稀土永磁生产工艺：
（1）铁硅合金 （2）铁镍合金 （3）非晶金属 五、磁性材料的发展前景
六、磁性材料的问题
1、永磁材料 （1）烧结钕铁硼磁性材料
（2）钕铁硼（Nb-Fe-B）稀土永磁生产工艺
（3）烧结钕铁硼永磁铁在生活中的用途
磁性材料
磁性材料对我们并不陌生，早在3000年以前就被人们所认 识和应用，而且现代磁性材也已经广泛的应用在我们的生活之 中 与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面
Br为剩余磁感应强度
Hc为矫顽力
(2)基本磁化曲线
对于同一铁磁材料，若开始时不带磁性，
依次选取磁化电流为I1、I2、…Im(I1< I2…< Im)则相应的磁场强度为H1、H2、…、 Hm。在每一个选定的磁场值下，使其方 向发生两次变化（即H1→H1→H1,…Hm→- Hm→Hm等），则可得到 一组逐渐增大的磁滞回线我们把原点o和 各个磁滞回线的顶点a1、a2、…、a所连 成的曲线，称为铁磁材料的基本磁化曲线
面紧密相关 。
司南
留声机
磁盘
磁
所以通常认为，磁性材
卡
料是指由过度元素铁、钴、
镍及其合金等能够直接或间
接产生磁性的物质。
一、磁性材料的历史
最早被发现的磁性材料是磁铁，即为天然的磁 铁矿，但最早使用磁铁的应该是中国人。据记载黄 帝大战蚩尤的时候使用过磁材料，也就是指南车。 在战国时代，人们就用一根磁铁放在有刻度的盘上 用来占卜。而且在两宋时期，就出现了人工磁铁。