磁性材料A期末深刻复习-SWUST
磁性物理期末复习
M H磁化强度M(Magnetization): 单位体积内磁偶极子的磁矩矢量和
磁性与磁性材料
g e L
2m
Magnetism and Magnetic Materials
原子磁矩
一般地
g1J(J1)S(S1)L(L1) 2J(J1)
未分畴的退场能小得多。所以退磁场能Fd是形成磁畴的原因
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
A～（a/r0）关系曲线：
1. 原子间距大（ μ＝a/r0),电
子云重叠少或无重叠，则 交换作用弱或无。
2. 原 子 间 距 太 小 ， 会 导 致
铁磁性
A
顺磁性
顺磁性 A=0
u＝a/r0
从而使 A<0，自旋反平行。 3. 3 < a/r0 < 5时，A>0，且较大。
应变l /l 随外磁场增加而变化，最终达到饱 和 。产生这种行为的原因是材料中磁畴在外 场作用下的变化过程。每个磁畴内的晶格沿磁
畴的磁化强度方向自发的形变e 。且应变轴随
着磁畴磁化强度的转动而转动，从而导致样品
H
整体上的形变。
l ecos2
l
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
这相当于在易磁化轴方向上存在一个等效磁场 Hk 。
Fk 0M S H K cos
Fk
0M S H K sin
在很多情况下，用磁晶各向异性等效场的概念来讨论磁 晶各向异性的影响会方便得多。
磁性与磁性材料 Magnetism and Magnetic Materials
关于磁性材料期末考试题推荐
关于磁性材料期末考试题推荐【平时作业 +课堂小测验 + 下面的复习题】一、填空题(共10分，每空分)1. 磁性材料在被磁化时，随磁化状态的改变而发生弹性形变的现象，称为________。
磁致伸缩效应2. 设尖晶石铁氧体的分子式为AxnABynBCznCO4其中A、B、C、为金属元素，x、y、z为相应的金属离子数，nA 、nB、nC为相应的金属离子化学价。
则该多元铁氧体的离子数总合与化学价总合应满足：________、________x+y+z ＝3、x×nA+y×nB + z×nC＝83. 尖晶石铁氧体在单位晶胞中，A位置共有________个，B位置共有________个，但实际占有金离子的A位置只有________个，B位置只有________个，其余空着，这些空位对配方不准造成的成分偏离正分并对________有利。
64、32、8、16、掺杂4. 铁氧体材料按其晶体结构分为________、________ 和________ 铁氧体。
尖晶石铁氧体、石榴石铁氧体、磁铅石5. 绝大多数铁氧体其导电特性属于________，其电阻率随温度的升高按指数规律________。
半导体类型、下降6. 磁性材料在交变磁场中其复磁导率的实部和虚部随频率变化的关系曲线称为磁谱。
磁导率实部下降到一半或磁导率虚部达到极大值时所对应的频率称为该材料的截止频率fr。
一般软磁铁氧体的工作频率应选择低于它的截止频率。
材料的截止频率与起始磁导率有密切的关系。
一般而言，材料的起始磁导率越低，其截止频率越高，使用的工作频率也相应提高。
7. 一般来讲，铁氧体材料其磁饱和磁化强度远低于金属软磁材料，其应用频率远高于金属软磁材料；金属软磁材料低电阻率的特性导致趋肤效应，涡流损耗限制了其在高频段的应用。
8. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为磁损耗。
磁损耗包括三个方面涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。
磁性物理复习参考
第二章抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m=λM）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统计得到：其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
《现代磁性材料》期末考核及评分标准2
深圳大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二○一○～二○一一学年度第二学期课程编号23209921 课程名称现代磁性材料主讲教师朱德亮评分学号2008200058 姓名刘盛楠专业年级材料科学与工程08(01)题目：非晶态软磁合金材料摘要：本文以非晶态软磁材料为主要阐述对象，并就其定义、晶体结构特征、磁性性能及其产生机理、制备工艺、国内外发展过程、实际应用和未来应用前景等方面进行了分段阐述,其中着重介绍了非晶材料的结构特征及其相应性能产生的机理、材料制备、发展及其在不同领域的应用。
从而使自己能够对这一磁性材料有一个全面详细的了解。
关键字：长程有序短程无序过冷各项同性电磁转换1.材料定义及其基本性能与其产生机理1.1软磁材料软磁材料是指具有低的矫顽力，高的磁导率的磁性材料，在交流磁化状态下应用要求具有低的功率损耗。
软磁材料在外磁场作用下迅速被磁化，去掉外磁场后，磁性消失。
软磁材料按结构分为晶体、非晶体、纳米晶体磁性薄膜、磁泡、磁性液体与铁粉芯等类型。
1.2非晶合金结构特点非晶态合金是指原子不是长程有规则排列的物质。
一般晶态金属的原子密集规则排列切具有周期性，这种结构特征叫作原子排列的长程有序。
和晶态金属相比，非晶态合金结构没有长程有序、间隙较多、但是均质、各项同性。
其原子结构和各种特性表明,非晶无序并不是“混乱”，而是破坏了长城有序系统的周期性和平移对称性，形成一种有缺陷的，不完整的有序即最近邻或局域短程有序。
这种短程序只是由于原子间的相互关联作用，是其在小于几个原子间距的小区间内仍然保持着位形和组分的某些有序特征，故具有短程序。
1.3非晶态软磁合金的基本性能及其产生机理作为软磁材料，希望它有高的饱和磁感应强度和磁导率，低的矫顽力。
这些软磁性能又和材料的磁晶各向异性，磁致伸缩系数有关。
磁晶各向异性系数和磁致伸缩系数越小，组织结构越均匀，材料的软磁性能就越好。
非晶态磁性合金没有长程有序，因此非晶磁性材料的磁晶各向异性为零，而且非晶磁性材料组织结构均匀，不存在阻碍畴壁运动的晶界或析出物，这样，非晶结构决定了其具有良好的软磁性能。
磁性物理复习参考
抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性（经典、局域电子）。
轨道电子在外磁场作用下，产生拉莫尔进动，其感生出的磁化强度总是与外场H反平行，表现为抗磁性。
2.朗道抗磁性（巡游电子）。
金属中的抗磁性，来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动，外磁场使电子的能量量子化，从连续的能级变为不连续的能级，这种量子化引起了导体能量随磁场的变化，从而表现出抗磁性。
n 为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性（巡游电子）：对于传导电子，在外场的作用下，自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化，由此产生的磁化强度正比与外场H ，表现为顺磁性。
只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。
顺磁性与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性（朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子）：材料中的原子磁矩都是互相独立的，每个原子都在进行热振动，符合玻尔兹曼统计。
在无外加磁场时，磁矩随机取向，磁化为0，当外加磁场时，磁矩按磁场方向取向，即表现正的磁化率。
3.van vleck 顺磁性：考虑磁场对本征波函数的作用，这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。
即二阶微扰使激发态混入基态，使电子态发生微小变化所致。
（它基本不依赖于温度）第三章外斯分子场理论，基本特点，如何解释铁磁性：外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用，它使原子磁矩自发地一致取向，产生自发磁化，铁磁体中的分子场与自发磁化强度成正比（H m =λM ）。
在分子场和外加磁场的作用下，铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化，可以用玻尔兹曼统其磁化率与温度的关系：T<Tc：T>Tc ：居里外斯定律。
这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律：铁磁性材料磁化率随温度变化：反铁磁与亚铁磁：解释为材料中存在两套磁晶格，分别感受到不同的有效场。
局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。
大学物理期末复习磁学部分
二、磁通量 磁场的高斯定理
(一) 磁通量 1.定义:通过磁场中某一曲面的磁感应线
的数目，定义为磁通量，用Ф表示。
2、计算（先考虑匀强场中的平面） b. S 跟B成 角 a. S垂直B
m BS
4
R
1 5 Pm kR 5
方向：垂直盘面向外
M Pm B
1 M kR 5 B 所以大小 5
方向 向上
圆弧形电流在圆心处的磁场是什么结果？
I
B0 2 R 2
0 I
o
R
方向： 注：仍可由右手螺旋法则或毕萨定律判 定方向！
思考其它几种典型电流激发的磁场
（1） R I
B0
0 I
4R
（3）
o （2） I
R
0 I BA 4π d
d *A
R1
R2
I
B0
o
0 I
8R
（4） I
B
n B
n
（二）磁场的高斯定理
1、内容
通过任意闭合曲面的磁通量必等于零。
B dS 0
2、解释
S
磁感应线是闭合的，因此 有多少条磁感应线进入闭 合曲面，就一定有多少条 磁感应线穿出该曲面。
S
B
B
3、说明
•磁场是无源场； 电场是有源场 •磁极相对出现，不存在磁单极； 单独存在正负电荷 人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单极，将 改写电磁理论。
•受力情况
F3
M
I
P
N F4
磁性材料核心复习
2016春季《磁性材料》复习题复习资料上课PPT和教材一、基本名词、概念1、磁荷及其特点，磁库伦定律，磁偶极矩，电流回路磁矩磁荷：是磁单极子的基本量化单位.是自然界存在携带最小电荷量的基本磁粒子。
特点：磁极的强度用其所带磁荷的量m表示，由于磁学量不如电学量的测量那么直观，在目前的实验中尚未观测到这种粒子。
所以“磁单极子”到现在还只是一个理论上的构想。
磁铁有N/S两极，他们同号相斥，异号相吸，这一点同正负电荷有很大的相似性。
磁库伦定律：P1磁偶极矩:磁偶极矩与“电偶极矩”相对应。
历史上，人们最早认为天然磁体（或人造磁铁）是由无数小的磁偶极子组成，每一个小的磁偶极子由相距很近的等量正、负磁荷构成。
（磁偶极子的磁性强弱可以由磁偶极矩来表示）P2磁偶极子：（P2）电流回路磁矩:（P2）由闭合电流产生的磁矩2、磁化强度，磁极化强度，比磁化强度（P3）3、磁场强度，点磁荷/无限长直导线/环形电流/长直螺线管的磁场分布，磁感应强度磁感应强度:也被称为磁通量密度或磁通密度，是一个表示贯穿一个标准面积的磁通量的物理量，其符号是B。
在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。
磁场强度:单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H.4、磁化率，相对磁导率、起始磁导率、最大磁导率、复数磁导率、增量磁导率、可逆磁导率、微分磁导率、不可逆磁导率、总磁导率(P5—P7) （计算方法、如何从图像中判断）5、静磁能，退磁场，退磁因子，几种简单几何形状的退磁因子N(P7.8)比例系数N:为退磁因子张量，无量纲的数，同磁体的形状有关。
Hd是磁体内部位置的函数，N也是，所以N的具体形式书写及其困难，只有当磁体形状使Hd是均匀分布时，N才变为常数。
通常情况下，不能忽略退磁场效应，若对个退磁因子很大的样品一个退磁因子很大的样品进行磁化，需要加更高的外磁场。
室温下铁的饱和磁化强度为1.70×106 A/m, 球形样品产生退磁场的大小为：H d=NMs=5.67×105A/m, 因此磁化此样品所需外磁场，需要超过5 67 .67×105A/m。
磁性材料核心复习
2016春季《磁性材料》复习题复习资料上课PPT和教材一、基本名词、概念1、磁荷及其特点，磁库伦定律，磁偶极矩，电流回路磁矩磁荷：是磁单极子的基本量化单位.是自然界存在携带最小电荷量的基本磁粒子。
特点：磁极的强度用其所带磁荷的量m表示，由于磁学量不如电学量的测量那么直观，在目前的实验中尚未观测到这种粒子。
所以“磁单极子”到现在还只是一个理论上的构想。
磁铁有N/S两极，他们同号相斥，异号相吸，这一点同正负电荷有很大的相似性。
磁库伦定律：P1磁偶极矩:磁偶极矩与“电偶极矩”相对应。
历史上，人们最早认为天然磁体（或人造磁铁）是由无数小的磁偶极子组成，每一个小的磁偶极子由相距很近的等量正、负磁荷构成。
（磁偶极子的磁性强弱可以由磁偶极矩来表示）P2磁偶极子：（P2）-电流回路磁矩:（P2）由闭合电流产生的磁矩2、磁化强度，磁极化强度，比磁化强度（P3）3、磁场强度，点磁荷/无限长直导线/环形电流/长直螺线管的磁场分布，磁感应强度磁感应强度:也被称为磁通量密度或磁通密度，是一个表示贯穿一个标准面积的磁通量的物理量，其符号是B。
在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。
磁场强度:单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H.4、磁化率，相对磁导率、起始磁导率、最大磁导率、复数磁导率、增量磁导率、可逆磁导率、微分磁导率、不可逆磁导率、总磁导率(P5—P7) （计算方法、如何从图像中判断）5、静磁能，退磁场，退磁因子，几种简单几何形状的退磁因子N比例系数N:为退磁因子张量，无量纲的数，同磁体的形状有关。
Hd是磁体内部位置的函数，N也是，所以N的具体形式书写及其困难，只有当磁体形状使Hd是均匀分布时，N才变为常数。
通常情况下，不能忽略退磁场效应，若对个退磁因子很大的样品一个退磁因子很大的样品进行磁化，需要加更高的外磁场。
室温下铁的饱和磁化强度为×106 A/m, 球形样品产生退磁场的大小为：H d=NMs=×105A/m, 因此磁化此样品所需外磁场，需要超过5 67 .67×105A/m。
磁性材料A期末复习-SWUST
当磁体无限小时，体系定义为元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流与回路面积的乘积单位体积的磁体内,所有磁偶极子的 jm 或磁矩μm 的矢量和 叫做磁极化强度和极化强度 磁场强度H (magnetic intensity)：(静磁学定义) 为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
磁感应强度：描述磁场的物理量定义是0μ=-u r u u r u u r B H M磁化率：表征磁体磁化难易程度的物理量，定义为磁化强度与磁场强度之比磁导率：表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度的物理量磁化曲线：表征物质中磁感应强度B 或者磁化强度M 与磁场强度H 之间的关系磁滞回线：在外加磁场从正的最大到负的最大，在回到正的最大时，M-H 、B-H 多围成的图形抗磁性：最基本特征是磁化率为负值且绝对值很小<0， <<1畴壁位移：在有效场的作用下，自发磁化方向接近于H 方向的磁畴长大，而与H 方向偏差较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化畴壁转动：在外磁场不等于零时，铁磁体磁畴内的磁矩一直相着外磁场H 方向转动。
所有物质都具有一定的抗磁性，稀有气体：He,,Kr,Xe多数非金属和少数金属：Si,Ge,S,P , Cu,Ag,Au,不含过渡族元素的离子晶体：NaCl,KBr,不含过渡族元素的共价键化合物：H2,CO2,CH4 等几乎所有的有机化合物和生物组织：水；顺磁性：最基本的特征就是磁化率为正值且很小0<χ<<1，磁化率随温度的关系服从居里-外斯定律，在居里温度之上时，呈现顺磁性，低于居里温度，则表现为其他性质。
过渡族元素、稀土元素和锕系元素金属：Mn,Cr,W,La,Nd,Pt,Pa, 含有以上元素的化合物：MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3,碱金属和碱土金属：Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba包含有奇数个电子的原子或分子：HCl,NO,有机化合物中的自由基少数含有偶数个电子的化合物：O2,有机物中的双自由基等铁磁性：基本特征：1.内部具有按磁畴分布的自发磁化2.具有很高的磁化率，可达051010χ≈:3.存在磁性转变的温度-居里温度，当温度低于居里温度时，呈现铁磁性，当温度高于居里温度时，表现为顺磁性。
磁性材料核心复习学习资料
磁性材料核心复习2016春季《磁性材料》复习题复习资料上课PPT和教材一、基本名词、概念1、磁荷及其特点，磁库伦定律，磁偶极矩，电流回路磁矩磁荷：是磁单极子的基本量化单位.是自然界存在携带最小电荷量的基本磁粒子。
特点：磁极的强度用其所带磁荷的量m表示，由于磁学量不如电学量的测量那么直观，在目前的实验中尚未观测到这种粒子。
所以“磁单极子”到现在还只是一个理论上的构想。
磁铁有N/S 两极，他们同号相斥，异号相吸，这一点同正负电荷有很大的相似性。
磁库伦定律：P1磁偶极矩:磁偶极矩与“电偶极矩”相对应。
历史上，人们最早认为天然磁体（或人造磁铁）是由无数小的磁偶极子组成，每一个小的磁偶极子由相距很近的等量正、负磁荷构成。
（磁偶极子的磁性强弱可以由磁偶极矩来表示）P2磁偶极子：（P2）电流回路磁矩:（P2）由闭合电流产生的磁矩2、磁化强度，磁极化强度，比磁化强度（P3）3、磁场强度，点磁荷/无限长直导线/环形电流/长直螺线管的磁场分布，磁感应强度磁感应强度:也被称为磁通量密度或磁通密度，是一个表示贯穿一个标准面积的磁通量的物理量，其符号是B。
在物理学中磁场的强弱使用磁感强度（也叫磁感应强度）来表示，磁感强度大表示磁感强；磁感强度小，表示磁感弱。
磁场强度:单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H.4、磁化率，相对磁导率、起始磁导率、最大磁导率、复数磁导率、增量磁导率、可逆磁导率、微分磁导率、不可逆磁导率、总磁导率(P5—P7) （计算方法、如何从图像中判断）5、静磁能，退磁场，退磁因子，几种简单几何形状的退磁因子N(P7.8)比例系数N:为退磁因子张量，无量纲的数，同磁体的形状有关。
Hd是磁体内部位置的函数，N也是，所以N的具体形式书写及其困难，只有当磁体形状使Hd是均匀分布时，N才变为常数。
通常情况下，不能忽略退磁场效应，若对个退磁因子很大的样品一个退磁因子很大的样品进行磁化，需要加更高的外磁场。
室温下铁的饱和磁化强度为1.70×106 A/m, 球形样品产生退磁场的大小为：H d=NMs=5.67×105A/m, 因此磁化此样品所需外磁场，需要超过5 67 .67×105A/m。
【精】《材料物理性能》期末复习资料
• 当ωτ=1时，ε′′极 大，因而tgδ也极 大
16. 介电强度的定义？
• 介质的特性，如绝缘、介电能力，都是指 在一定的电场强度范围内的材料的特性， 即介质只能在一定的电场强度以内保持这 些性质。当电场强度超过某一临界值时， 介质由介电状态变为导电状态。这种现象 称介电强度的破坏，或叫介质的击穿
• 本征离子电导的导电离子主要由热缺陷提 供
• 其载流子浓度：n＝Nexp(−E/2kT)中E的物 理意义是缺陷形成能
7.离子迁移率的公式，试分析影响离子 迁移率的主要因素是什么。
• 离子迁移率的公式是 i 62kv0T qexpU(0/kT) • （在弱电场作用下）影响离子迁移率的主要因素包
括晶体结构(δ、ΔU0、ν0 ) ，而指数项受温度影响 较大
15. 德拜方程以及各参数的物理意义，试分析 频率对ε′、ε′′的影响
• 德拜方程：
r (
)
(0) 1 i
'r
(0) 1 2 2
' 'r
[
(0) 1 2
]
2
• 各参数物理意义：ε(0)为静态相对介电系数，ε∞ 为高频相对介电系数，τ为弛豫时间常数
15. 德拜方程以及各参数的物理意义，试分析频率 对ε′、ε′′的影响
• “雪崩”式电击穿理论：晶格的破坏过程，碰撞 电离后的自由电子的倍增，产生雪崩现象，以碰 撞电离后自由电子数倍增到一定值作为电击穿判 据
1. 铁电体的定义与电滞回线、铁电畴的定义。
• 铁电体：在一定温度范围内含有能自发极 化，且极化方向可随外电场作可逆转动的 晶体
• 电滞回线：在铁电态下晶体的极化与电场 的关系曲线
• 其中N为等效状态密度，Eg为禁带宽度
《现代磁性材料》期末考核及评分标准2.doc
深圳大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二O— O 〜二O一一学年度第二学期课程编号23209921 课程名称现代磁性材料主讲教师朱德亮评分20082000学号58 姓名刘盛楠专业年级材料科学与工程08(01)题目：非晶态软磁合金材料摘要：本文以非晶态软磁材料为主要阐述对象，并就其定义、晶体结构特征、磁性性能及其产生机理、制备工艺、国内外发展过程、实际应用和未来应用前景等方面进行了分段阐述，其中着重介绍了非晶材料的结构特征及其相应性能产生的机理、材料制备、发展及其在不同领域的应用。
从而使自己能够对这-磁性材料有一个全面详细的了解。
关键字：长程有序短程无序过冷各项同性电磁转换1.材料定义及其基本性能与其产生机理1. 1软磁材料软磁材料是指具有低的矫顽力，高的磁导率的磁性材料，在交流磁化状态下应用要求具有低的功率损耗。
软磁材料在外磁场作用下迅速被磁化，去掉外磁场后，磁性消失。
软磁材料按结构分为晶体、非晶体、纳米晶体磁性薄膜、磁泡、磁性液体与铁粉芯等类型。
1.2非晶合金结构特点非晶态合金是指原子不是长程有规则排列的物质。
一般晶态金属的原子密集规则排列切具有周期性，这种结构特征叫作原子排列的长程有序。
和晶态金属相比，非晶态合金结构没有长程有序、间隙较多、但是均质、各项同性。
其原子结构和各种特性表明，非晶无序并不是“混乱”，而是破坏了长城有序系统的周期性和平移对称性，形成一种有缺陷的，不完整的有序即最近邻或局域短程有序。
这种短程序只是由于原子间的相互关联作用，是其在小于几个原子间距的小区间内仍然保持着位形和组分的某些有序特征,故具有短程序。
1.3非晶态软磁合金的基本性能及其产生机理作为软磁材料，希望它有高的饱和磁感应强度和磁导率，低的矫顽力。
这些软磁性能又和材料的磁晶各向异性，磁致伸缩系数有关。
磁晶各向异性系数和磁致伸缩系数越小，组织结构越均匀，材料的软磁性能就越好。
非晶态磁性合金没有长程有序，因此非晶磁性材料的磁晶各向异性为零，而且非晶磁性材料组织结构均匀，不存在阻碍畴壁运动的晶界或析出物，这样，非晶结构决定了其具有良好的软磁性能。
《磁性材料A》课件
《磁性材料A》PPT课件
本课程将为您介绍磁性材料A的定义、特点、制备方法、性能测试、应用案例 以及未来发展。
什么是磁性材料A
定义
磁性材料A是一种特殊的材料，能够在外加磁场作用下产生磁化强度。
特点
磁性材料A具有高磁导率、高饱和磁化强度、低磁滞和低损耗等特点。
应用领域
磁性材料A广泛应用于电子电路、机电一体化、汽车零部件和新能源等领域。
材料A的发展趋势与未来展望
市场前景 研发方向
磁性材料A在电子、物流等领域的替代需求持 续增长，市场规模逐年扩大。
发展高稳定性、高温抗磁、纳米晶粒等新型材 料，为实际应用提供更多选择。
总结
结论Biblioteka 展望磁性材料A是一种独特、不可或缺的材料，其应 用领域广泛，为现代产业的发展做出了重要贡献。
我们相信，随着研究的不断深入，磁性材料A的 应用前景将会更加广阔。
性能测试及其方法
1
磁性能测试
测试磁滞回线、矫顽力、饱和磁化强度等参数。
2
结构性能测试
包括各种光学和电子显微镜、X射线衍射等测试方法。
磁性材料A在实际应用中的案例分析
电子领域的应用案例
磁性材料A应用于电子领域的高频磁芯和存储器件等，大大提高了设备的性能。
能源领域的应用案例
磁性材料A在风力发电、太阳能利用等新能源领域中也具有广泛应用。
磁性材料A的制备方法
制备步骤
磁性材料A是通过溶胶-凝胶法、高能球磨法、 物理气相沉积等不同方法制备的。
工艺流程
制备过程中需考虑材料的纯度、晶体结构、形 貌和尺寸，在此基础上选择合适的工艺条件和 参数。
制备条件
制备条件的优化对于磁性材料A的结构性能和磁 性能影响非常大，包括温度、压力、气氛、反 应时间等。
磁性材料A期末深刻复习-SWUST
不含过渡族元素的共价键化合物： H2,CO2,CH4 等当磁体无限小时，体系定义为元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流与回路面积的乘积 单位体积的磁体内，所有磁偶极子的jm 或磁矩卩m 的矢量和 叫做磁极化强度和极化强度磁场强度H (magnetic intensity):(静磁学定义)为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小, 方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
磁感应强度：描述磁场的物理量定义是 磁化率：表征磁体磁化难易程度的物理量，定义为磁化强度与磁场强度之比磁导率：表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度的物理量磁化曲线：表征物质中磁感应强度 B 或者磁化强度 M 与磁场强度H 之间的关系磁滞回线：在外加磁场从正的最大到负的最大，在回到正的最大时，M-H 、B-H 多围成的 图形抗磁性：最基本特征是磁化率为负值且绝对值很小 <0 , <<1畴壁位移：在有效场的作用下，自发磁化方向接近于 H 方向的磁畴长大，而与 H 方向偏差较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化畴壁转动：在外磁场不等于零时，铁磁体磁畴内的磁矩一直相着外磁场 H 方向转动。
所有物质都具有一定的抗磁性，稀有气体： He,Ne.Ar,Kr,Xe多数非金属和少数金属： Si,Ge,S,P, Cu,Ag,Au,不含过渡族元素的离子晶体：NaCI,KBr,几乎所有的有机化合物和生物组织: 水;顺磁性：最基本的特征就是磁化率为正值且很小 0< <<1，磁化率随温度的关系服从居里-外斯定律，在居里温度之上时，呈现顺磁性，低于居里温度，则表现为其他性质。
Pt,Pa,含有以上元素的化合物： Mn SO4,FeCI3,FeSO4,Gd2O3,碱金属和碱土金属： Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba包含有奇数个电子的原子或分子：HCl,NO,有机化合物中的自由基少数含有偶数个电子的化合物：O2,有机物中的双自由基等铁磁性：基本特征：1.内部具有按磁畴分布的自发磁化3•存在磁性转变的温度-居里温度，当温度低于居里温度时，呈现铁磁性，当温度高于居里 温度时，表现为顺磁性。
磁性材料期末复习学习资料
一、名词解释磁矩：反映磁偶极子的磁性大小及方向的物理量，定义为磁偶极子等效的平面回路内的电流和回路面积的乘积卩=i.s磁化强度: 定义为单位体积内磁偶极子具有的磁矩矢量和，是描述宏观磁体磁性强弱的物理量磁场强度：单位正电荷在磁场中受到的力，用H表示磁极化强度：单位体积内磁偶极矩的矢量和磁感应强度：用来描述磁场强弱和方向的物理量，大小等于垂直于磁场方向长度为1m,电流为1A的导线所受力的大小；可逆磁化：畴壁位移磁化过程中磁位能的降低和铁磁体内能的增加相等不可逆磁化：每个磁化状态都处于亚稳态且磁化状态不随时间改变涡流损耗：导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗磁滞损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗交换作用：铁磁性物质中近邻原子之间通过电子间的静电交换作用实现的作用方式超交换作用：反磁性物质中的磁性离子以隔在中间的非磁性离子为媒介实现的交换作用磁化曲线：表征磁感应强度B,磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系的曲线磁滞回线：在外加磁场H 从正的最大到负的最大，再回到正的最大这个过程中，M-H 或B-H 形成了一条闭合曲线，称为磁滞回线磁化率：置于外磁场中的磁体，其磁化率为磁化强度M与外磁场强度H的比值，是表征磁体磁性强弱的一个参量磁导率：磁导率是表征磁体的磁性，导磁率及磁化难易程度的磁学量，是磁感应强度B与外磁场强度H的比值起始磁导率：磁中性化的磁性材料，当磁场强度趋近于零时磁导率的极限值最大磁导率：对应基本磁化曲线上各点磁导率的最大值退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在他两端的自由磁极所产生的一个与磁化强度方向相反的磁场称为退磁场退磁场Hd的强度与磁体的强度及形状有关，Hd=-NM 退磁因子：仅与材料形状有关的影响材料退磁场强度的参数铁磁性：是指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。
期末复习磁场(详解版).docx
期末复习磁场（一）参考答案知识结构:［例1］解析：磁感应强度是矢量，所以三角形的中心。
处的磁感应强度就为三个直线电流在。
点产生磁场的合成。
本题就是根据直线电流的磁场特点，把磁场中的这一点。
与直线电流所在处的点（或4、或A或。
的连线为半径，作此半径的垂线，垂线的方向指向山安培定则所确定的方向。
图中三个磁场方向就是这样确定的，确定直线电流 _钏磁场中任何一点的磁场方向均取此种方法。
直线电流的磁场是以直线电流/ :为中心的一组同心圆，中心亿点处三个直线电流的磁场方向如图所示，由 /略——%必于对称性，它们互成120。
角，由于它们的大小相等，均为乩根据矢量B B« c 合成的特点，可知它们的合矢量为零。
答案：A［例2］解析：导线所受安培力为零，则山F= BILsln 0可知，在垂直于导线方向上，合磁场的分量为零，另一磁场冏方向与导线垂直，且方向与3在垂直导线方向的分量方向相反时，&具有最小值，此时3=3sin60。
=乎T,各选项中，只要大于乎T的值都有可能，应选B、C、D…答案：BCD［例3懈析:(1)在N 点：qViB-Eq=O 得V『E/B=2m/s-mV,从M 到N： mgh+Wf=2 -0 得：W f=-6xlO-3J(2)在P 点：qV2Bcos 45°— Eq=0 得V2=2 m/s 并有Eq=mg^mv2从M 到P： mgH+Wf—Eqs= 2—0得s=0.6m［例4］解析：由于不计重力和粒子间的相互作用，且粒子速度方向和匀强磁场方向互相垂直，故粒子只受和粒子速度垂直的洛伦兹力作用，在纸面所在平面内做匀速圆周运动。
由洛伦兹力充当向心力，可求出粒子做圆周运动的半径。
又因两粒子都是从。
点射出，且同时经过P点，故OP应是两粒子运动轨迹圆的公共弦，其径迹应如图所示。
由于两粒子从。
点射出后至P点的轨迹对应的圆心角不同，可知其运动至P 点经历的时间不同，利用几何知识找出其轨迹对应的圆心角大小关系，即可应用粒子运动时间和周期的关系求出其从。
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当磁体无限小时，体系定义为元磁偶极子：指强度相等，极性相反并且其距离无限接近的一对“磁荷”磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流与回路面积的乘积单位体积的磁体内,所有磁偶极子的 jm 或磁矩μm 的矢量和 叫做磁极化强度和极化强度磁场强度H (magnetic intensity)：(静磁学定义) 为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。
磁感应强度：描述磁场的物理量定义是0μ=-B H M磁化率：表征磁体磁化难易程度的物理量，定义为磁化强度与磁场强度之比磁导率：表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度的物理量磁化曲线：表征物质中磁感应强度B 或者磁化强度M 与磁场强度H 之间的关系磁滞回线：在外加磁场从正的最大到负的最大，在回到正的最大时，M-H 、B-H 多围成的图形抗磁性：最基本特征是磁化率为负值且绝对值很小<0， <<1畴壁位移：在有效场的作用下，自发磁化方向接近于H 方向的磁畴长大，而与H 方向偏差较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化畴壁转动：在外磁场不等于零时，铁磁体磁畴内的磁矩一直相着外磁场H 方向转动。
所有物质都具有一定的抗磁性，稀有气体：He,Ne.Ar,Kr,Xe多数非金属和少数金属：Si,Ge,S,P , Cu,Ag,Au,不含过渡族元素的离子晶体：NaCl,KBr,不含过渡族元素的共价键化合物：H2,CO2,CH4 等几乎所有的有机化合物和生物组织：水；顺磁性：最基本的特征就是磁化率为正值且很小0<χ<<1，磁化率随温度的关系服从居里-外斯定律，在居里温度之上时，呈现顺磁性，低于居里温度，则表现为其他性质。
=p p C C T T T T χχ=-+或：过渡族元素、稀土元素和锕系元素金属：Mn,Cr,W,La,Nd,Pt,Pa,含有以上元素的化合物：MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3,碱金属和碱土金属：Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ba包含有奇数个电子的原子或分子：HCl,NO,有机化合物中的自由基少数含有偶数个电子的化合物：O2,有机物中的双自由基等铁磁性：基本特征：1.内部具有按磁畴分布的自发磁化2.具有很高的磁化率，可达051010χ≈3.存在磁性转变的温度-居里温度，当温度低于居里温度时，呈现铁磁性，当温度高于居里温度时，表现为顺磁性。
4.在居里温度附近，比热存在反常5.磁化过程中，磁化强度M 与磁场强度H 不是单一的函数关系，具有磁滞现象反铁磁性：基本特征：存在一个磁性转变温度，在这一点存在磁化率温度关系峰值。
存在一次性转变温度（一般称为奈尔温度）低于奈尔温度表现反铁磁性，高于奈尔温度表现顺磁性。
=p CT T χ+反铁磁物质主要是一些过渡族元素的氧化物、卤化物、硫化物， 如：FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3,FeCl2, FeF2, MnF2,FeS, MnS亚铁磁性：在磁结构的本质上它和反铁磁物质相似，但宏观表现上却更接近于铁磁物质。
当铁磁颗粒减小到临界尺寸以下(1~10 nm)，微粒的各向异性能远小于热运动能量，微粒的磁化矢量不再有确定的方向时，铁磁粒子的行为类似于顺磁性一样。
这些磁性颗粒系统的总磁性叫做超顺磁性。
退磁能：被磁化的非闭合磁体将在磁体两端产生磁荷，如果磁性体内部不均匀，还将产生体磁荷，面磁荷和体磁荷都会在磁性体内部产生磁场，其方向和磁化强度方向相反，有减弱磁化的作用，我们称这一磁场为退磁场。
形成自发磁化的小区域——磁畴1.内禀矫顽力与磁感矫顽力之间的区别和联系矫顽力分为磁感矫顽力和内禀矫顽力，在磁化过程中，反向充磁时，使磁感应强度B降为零所需加的反向磁场强度称为磁感矫顽力，但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁化强度相互抵消（对外磁感应强度表现为零），；使磁化强度降为零所需加的反向磁场强度叫内禀矫顽力。
内禀矫顽力是衡量磁性体退磁能力的一个物理量。
2.退磁场是怎么产生的？能克服么？如何今次那个退磁矫正？当一个有限大小的磁性体，在外场作用下磁化时，在他两端的自由磁极将出现一个与磁化强度方向相反的磁场即退磁场。
退磁场的强度与磁性体的形状和磁极强度有关。
能否克服：因为退磁场强度与磁体形状尺寸有关，短而粗的样品退磁场大，因此只要把样品做成长而细的形状就可以有效的减小退磁场。
如何矫正：H eff=H ex-NM物质的磁性分为哪几类？各有什么特点？1.抗磁性：外磁场的作用下，原子系统获得与外磁场反向的磁矩的现象磁化率为负值且绝对值很小，磁化率不随温度和时间而改变，其磁化曲线为一直线2.顺磁性：内部磁矩在物外磁场时处于混乱排列，磁化率为正，且很小约为10^-3-10^-6数量级，服从居里外斯定律，3.反铁磁性：这类磁体磁化率某一温度存在最大值，该温度为奈尔温度TN，当T》TN时，呈现顺磁性，服从居里外斯定律；当T《TN时，呈现反铁磁性。
4.铁磁性：基本特征;a.内部存在按磁畴分布的自发磁化。
B.磁化率很大一般10^3-10^6数量级；c.磁化过程M-H存在磁滞现象d.存在磁性转变温度-居里温度e.磁化过程存在磁致伸缩现象和磁晶各向异性。
5.亚铁磁性：其宏观磁性与铁磁性一直，磁化率比铁磁性略小，1-10^3数量级。
最显著的不同在于内部磁结构不同。
磁性材料分为几类？各有什么特点？1.软磁材料：极容易磁化又容易退磁的材料主要特征：a.具有较高的饱和从感应强度和低的剩余磁饱和强度b高的初始磁导率和最大磁导率c.低的矫顽力d.低的铁损，高的电阻率2.永磁材料’a.经外磁场磁化后去除外磁场以后较长时间保留较高剩余磁性主要特性：1.较高的矫顽力2.高的剩余饱和磁感应强度3.高的最大磁能积4.高的稳定性3信磁材料：在信息技术中获得应用的磁性材料4.特磁材料：具有各种特殊功能和各种特别功能的磁性功能材料磁畴：铁磁体内部自发磁化的区域畴壁：；两个磁畴之间的过渡层3-2什么是磁晶各向异性和磁致伸缩？它们产生的机理是什么？磁晶各向异性：磁化曲线随晶轴方向不同而有所差别，存在于所有的铁磁性晶体中产生机理：电子自旋运动与轨道运动存在耦合，电子轨道运动随自旋运动发生改变,育有电子云的取向各向异性，因此电子运动在不同取向时，电子云交叠成都和交换作用都不同，这样磁体从不同方向磁化时需要不同的能量，这就是次各向异性的起源磁致伸缩：磁性材料由于磁化状态的改变，其长度或体积发生改变的现象产生机理：原子或离子自旋与轨道耦合作用材料的磁化机制有几种？各有什么特点两种：畴壁位移和磁畴转动畴壁位移：在有效场的作用下，自发磁化方向接近于H方向的磁畴长大，而与H方向偏差较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化。
畴壁转动：在外磁场不等于零时，铁磁体磁畴内的磁矩一直相着外磁场H 方向转动。
外磁场的作用是导致磁畴转动的原因及动力磁损耗通常包括几类？各有什么特点？涡流损耗磁滞损耗剩余损耗涡流损耗：影响因素：交变磁场的频率f以及厚度d的平方成正比，电阻率成反比磁滞损耗：与铁磁体的矫顽力有关，一般通过减小铁磁体的矫顽力二降低磁滞损耗。
剩余损耗;尺寸共振损耗、畴壁共振损耗、自然共振损耗影响因素及减小办法：扩散离子浓度以及产品的成分和制备工艺4-1对软磁材料基本性能要求有哪些？1.高的饱和磁感应强度2.高的初始磁导率和最大磁导率3.低的矫顽力4.低的功率损耗和高的电阻率5.高的稳定性4-2提高软磁材料的起始磁导率的途径有哪些？1.提高饱和磁感应强度2.减小磁晶各向异性常数和磁致伸缩系数3.降低内应力4.控制晶粒尺寸大小5.材料的之织构化4-3软磁材料分为哪几类？金属软磁材料1.电工纯铁：起始磁导率300-500 最大磁导率6000-12000矫顽力：39.8-95.5A/m应用场合：用于制造电磁铁的铁芯和磁极，电工用纯铁之恶能在直流磁场下工作2.硅钢片：具有很高的初始磁导率，电阻率和很高的温度稳定性。
用途：广泛用于电动机发电机变压器等。
3坡莫合金：弱场才非常高的磁导率，。
磁性能可调性大；容易加工应用范围：铁芯材料磁屏蔽材料脉冲变压器材料等4铁硅铝合金：具有大的起始磁导率（3510），极高的最大磁导率（160000），应用范围：厂常常加工成粉末铁氧体软磁材料：磁特性：1.高起始磁导率2.高品质因子3.高稳定性4.高截止频率具有良好的高频特性主要用途：通讯设备测控仪器宽屏黛变压器微型低频变压器非晶态软磁材料：磁特性：1、没有长程有序磁晶各向异性常数K1为零2、结构组织均匀，不存在晶界和析出物高起始磁导率i3、存在短程有序磁致伸缩系数不为零4、电阻率较大，约为晶态合金的3倍以上，We小，可用高频5、各向同性特点强度高，韧性较好，耐腐蚀性强用途：高功率脉冲变压器航空变压器开关电源纳米晶软磁材料：高饱和磁化强度、高初始磁导率、低矫顽力和高稳定性典型应用：功率变压器脉冲变压器等4-4常用金属软磁材料有哪些，他们有什么特点，分别有那些应用？4-5常用的铁氧体软磁材料有那些？MnZn、NiZn、MgZn等尖晶石型铁氧体以及Co2Z等平面六角型铁氧体MnZn特性：起始磁导率可达40000，价格低廉。
平面六角型铁氧体截止频率高，适合用高频领域4-6与传统晶态材料相比，非晶态软磁材料有什么优势，如和制备？1、没有长程有序磁晶各向异性常数K1为零2、结构组织均匀，不存在晶界和析出物高起始磁导率i3、存在短程有序磁致伸缩系数不为零4、电阻率较大，约为晶态合金的3倍以上，We小，可用高频5、各向同性特点强度高，韧性较好，耐腐蚀性强制备方法：1.气相沉积法2.液相冷却法3.高能粒子注入法4-7为什么说纳米晶合金的发明是软磁材料的一个突破性进展？纳米晶软磁合金如和制备，有哪些典型应用？此类合金的优点在于兼备了铁基非晶合金的高磁感应强度和钴基费劲合金的高磁导率、低损耗、低成本的特点。
制备方法：非晶i晶化法应用：功率变压器脉冲变压器，高频变压器等硬磁材料5-1永磁材料的基本性能要求有那些？1.剩余磁感应强度2.矫顽力Hc3.最大磁能积（BH）max要高4.材料稳定性要高5-2如何提高永磁材料的剩磁和矫顽力Hc？提高剩磁的方法;1.定向结晶2.塑性变形3.磁场成型4.磁场処理提高矫顽力的方法：利用畴壁的不可逆转动和不可逆位移。
可以适当增大非磁性掺杂含量并控制其形状和离散度，同时应选择高磁晶各向异性的材料，或是增加内应力的起伏，选择高磁致伸缩材料5-3永磁材料分类：1金属永磁材料2.铁氧体永磁材料磁性能：综合磁性能较低原料丰富性价比高应用：电极电声 3.稀土永磁材料很高的磁晶各向异性和磁致伸缩系数因此具有较高的矫顽力SmCo5化合物的磁性能：很高的磁晶各向异性常数K1=15~19×103kJ/m3（来源于其六角晶体结构和稀土元素的高磁晶各向异性）；高居里温度（来源于4f和3d电子的强耦合作用）；较高的最大磁能积（~200kJ/3左右）SmCo5永磁合金用烧结法制造，工艺流程为熔炼破碎磁场成型烧结热处理加工充磁；由于SmCo5容易氧化，所以熔炼、破碎、烧结、热处理等工序都要在Ar气等惰性气体中进行第二代Sm2Co17合金在高温下是稳定的Th2Ni17型六角结构，在低温下为Th2Zn17型的菱方型结构（较为复杂）在Sm-Co系金属间化合物中，Sm2Co17的饱和磁化强度MS和居里温度TC均比SmCo5更高，有希望开发磁性能更高的永磁材料，同时若用Fe取代Co可使合金的MS和(BH)max进一步提高；缺点：Sm2Co17合金的磁晶各向异性不够大，难以获得高矫顽力，很难成为实用的永磁材料Sm2Co17型永磁合金的磁能积达240kJ/m3，它的居里温度高达850 C ，剩磁可逆温度系数为-0.036％/C左右，不可逆损失也很小，到150 C仍低于2％，在磁温度稳定性上可与铝镍钴合金相媲美。