磁化率磁导率磁场强度磁感应强度

合集下载

饱和磁感应强度,磁化强度的详细介绍

现在你通过电流I，把磁场H加到某种材料当中，你所要研究的粒子，不再活在真空，而在材料里活动，它可以是金属里本身自带的电子，也可以是通过外界射束打入的。这都无妨，只需记住现在你要研究的粒子不再在真空，而在介质里。一个粒子受到的力学上的响应，当然是与这个点的总磁场有关。因此，B的意义就变得丰富了，它代表在该点处的总磁场。为什么说“总”磁场呢？考虑空间里的一点，没有材料的时候磁场值为H。现在有了材料，这一点处于材料中，外加场H穿进材料后，材料受H影响产生了一些附加场，在该点处的磁场不再是H了。受外界磁场影响使得材料里也有内部额外磁场的过程，我们叫它“磁化”。我们希望一件事物更加具体，就说把它具体化，希望一个企业有规模，就说把它规模化，同样希望一块材料里面有更多额外磁场，就说把它“磁化”。
进一步，χ>0但是数值不太大的，你命名他为顺磁介质，它顺从的跟着磁场方向嘛；χ>0数值比较大的，就是铁磁介质，由于其他机制（超过深度不加以介绍），外加的磁场产生了很大的内磁场，比用用电流制造永磁铁的过程；χ<0，就是H给材料产生的外加磁场M与H方向相反，所以就是反磁介质，或叫抗磁介质；如果是第一类超导体，它所谓的完全抗磁性，就是这个意思：外加场H，总有感生的内场M，把外场抵消，使得超导体内部磁场为零。物理上看，好像磁场穿不进来一样。
这个公式多了个外加因子，不好看。现在你开始考虑构建“磁导率”这个概念，因为H只是电流外加给的磁场，你希望通过粒子受力，直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B，使得F= qvⅹB成立。现在你理解的磁导率，就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度：磁导率大，那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应（如偏转）也越大；磁导率如果为零，那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应，磁导率如果近乎无限大，你只要加一丁点外磁场H，粒子就已经偏转的不亦乐乎了。

磁学中的磁场强度与磁矩的关系解析

磁学中的磁场强度与磁矩的关系解析磁学是物理学的一个重要分支，研究的是磁场及其与物质之间的相互作用。

在磁学中，磁场强度和磁矩是两个关键概念，它们之间存在着密切的联系和相互影响。

首先，我们来了解一下磁场强度的概念。

磁场强度是指单位面积上垂直于磁场方向的力的大小，通常用字母H表示。

磁场强度与磁场的强弱成正比，可以通过安培定律来计算。

在真空中，磁场强度与磁感应强度之间的关系为H=μ0B，其中μ0是真空中的磁导率，B是磁感应强度。

这个公式表明，磁场强度与磁感应强度成正比，而磁感应强度则是由磁矩所产生的。

接下来，我们来探讨一下磁矩的概念。

磁矩是指物体在磁场中受力的大小和方向，通常用字母m表示。

磁矩与磁场之间存在着一种相互作用，这种相互作用可以通过磁矩与磁场的叉乘来描述。

根据磁矩的定义，我们可以得到磁矩与磁场之间的关系为τ=m×B，其中τ是磁矩受力的大小和方向，B是磁场强度。

这个公式表明，磁矩与磁场强度之间存在着一种相互作用，磁矩在磁场中会受到力的作用。

在磁学中，磁场强度和磁矩之间的关系可以通过磁化强度来描述。

磁化强度是指单位体积内磁矩的总和，通常用字母M表示。

磁化强度与磁场强度之间存在着一种线性关系，可以用磁化率来表示。

磁化率是指磁化强度与磁场强度之间的比值，通常用字母χ表示。

根据定义，磁化率可以表示为χ=M/H。

这个公式表明，磁化率是磁化强度与磁场强度之间的比值，它描述了物体对磁场的响应程度。

磁场强度和磁矩之间的关系还可以通过磁化曲线来描述。

磁化曲线是指磁场强度和磁化强度之间的关系曲线，通常用字母B-H曲线表示。

磁化曲线可以反映物体对磁场的响应特性，通过分析磁化曲线可以了解物体的磁性质。

在磁化曲线中，当磁场强度增大时，磁化强度也会增大，但是增长速度会逐渐减小，最终趋于饱和。

这是因为在磁场强度较低时，物体的磁矩会随着磁场的增强而增大；但是当磁场强度达到一定值后，物体的磁矩已经趋于饱和，不再随磁场的增强而增大。

磁化率磁导率磁场强度磁感应强度

和传播
垂直交变的电场会在周围形成一个水平交变的磁场，而水平交变的磁场又会在远方形成一个垂直的交变电场。这样电磁波就向四周传播出去了。
电磁波的产生和传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场，这样就产生了电磁波。
E B
E B
E

顺磁性物质相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂反磁性物质相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。铁磁性物质相对磁导率远大于1，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。
磁化率
• 磁化率，表征磁媒介质属性的物理量（磁导率为表示媒介质导磁性能）。
磁导率
• 磁导率：一个用来表示媒介质导磁性能的物理量。不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。 • 意义：表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过电流后，产生磁通的阻力或者是其在磁场中导通磁力线的能力。 • 公式表示： u=B/H 单位为H/m • μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率。通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比。 μ0=4π×10-7H/m
电流为1 A。）
5、热力学温度（Kelvin温度）T；开（尔文） K（水三相点热力学温度的1/273.16 ） 6、发光强度I(IV)；坎（德拉）cd（是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012 Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（1/683）W/sr。） 7、物质的量n(v)。摩（尔）mol（是一系统的物质的量，
对于顺磁性或抗磁性物质顺次抗磁是根据磁导率来说的通常m的绝对值都很小大约在10磁导率和磁化率之间的联系电磁波电磁波从低频率到高频率包括有无线电波微波红外线可见光紫外光x射线和伽马射线等等

材料物理性能复习题

一、名词解释光矢量：即是光波的电场强度矢量。

双折射：当光束通过各向异性介质外表时，折射光会分成两束沿着不同的方向传播，这种由一束入射光折射后分成两束光的现象。

光轴：通过改变入射光的方向，可以发现，在晶体中存在一些特殊的方向，沿着这些方向传播的光不会发生双折射，这些特殊的方向称为晶体的光轴。

热膨胀：物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。

朗伯特定律：l e I I α-=0，在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。

热稳定性：指材料承受高温的急剧变化而不致破坏的能力，也称为抗热震性。

滞弹性：指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应力的滞后特性即称为滞弹性。

应力感生有序：溶解在固溶体中孤立的间隙原子，置换原子，在外加应力时，这些原子所处的位置的能量即出现差异，因而原子要发生重新分布，即产生有序排列，这种由于应力引起的原子偏离无序状态分布叫应力感生有序。

穆斯堡耳效应：固体中的无反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。

高分子的分子结构：指除具有低分子化合物所具有的，如同分异构、几何异构、旋光异构等结构特征之外，还有高分子量，通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。

高分子的聚集态结构：是指大分子堆砌、排列的形式和结构。

均方末端距：是描述高分子链的形状和大小时采用末端距的2次方的平均值，用r 2表示，称为均方末端距。

二、填空题1、以下图为聚合物的蠕变和回复曲线，可见一个聚合物材料的总形变是三种形变之和，其中 ε1为普弹形变、 ε2为高弹形变、 ε3为粘性流动。

2、从微观上分析，光子与固体材料相互作用的两种重要结果是：电子极化和电子能态转变3、在光的非弹性散射光谱中，出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线，而在瑞利线高频侧的散射线统称为反斯托克斯线。

4、掺杂在各种基质中的三价稀土离子，它们产生光学跃迁的是4f 电子。

5、红宝石是历史上首先获得的激光材料，它的发光中心是C r 3+ 离子。

物质的磁性磁导率和磁化率

磁性功能材料是具有实际工程意义且具有较强磁性的材料，其应用广泛，包括计算机存储、电工产品等。磁学基础涉及物质的磁性，其中电子的循轨运动和自旋运动产生磁矩，是物质磁性的来源。基本磁性参量包括磁场强度、磁化强度和磁感应强度，它们之间的关系是磁学研究的基础。在磁性材料中，磁感应强度与磁场强度的比值定义为磁导率，而相对磁导率则是磁性材料磁导率与真空磁导率的比值。铁磁性物质被磁化后，其磁化场方向与外场方向相同，且磁化率较高。这是由于原子间的交换作用使原子磁矩有序排列，产生自发磁化。因此，铁磁性物质的相对磁导率是描述其在外加磁场下磁化能力的重要参数，反映了物质内部原子磁矩的排列和相互作用情况。
磁性材料广泛应用于计算机及声像记录用大容量存储装置如磁盘磁带电工产品如变压器电机以及通讯无线电电器和各种电子装置中是电子和电工工业机械行业和日常生活中不可缺少的材之一本章主要内容?磁学理论物质的磁性磁性的基本物理量?磁性材料分类软磁材料永磁材料半硬磁材料?磁性材料的基本性能与应用第三章磁性功能材料3

磁学基础知识

第一部分：磁学基础知识
磁现象及磁学物理量
pm

0 m
pe ql

pm qm l
m

iS
电偶极矩磁偶极矩磁矩
0 : 真空磁导率
4 107 H / m (SI )
1 (CGS)
磁化强度M 磁极化强度J
M

m
V
J

p
V

J 0M
（ESU）
kC kA c2
（EMU）电流的定义式
CGS单位制（cm, g, s）：高斯和韦伯发展起来
磁矩：emu（electric magnetic unit）
1emu 1Biot1cm2 10 A 1cm2 103 Am2
磁化强度M：高斯（G）
1G
1emu 1cm3

原子磁矩的来源：电子自旋和电子运动
0
抗磁性
交换作用拉莫尔进动
交换作用
交换作用是一种量子力学效应，
Eij 2Ji j Si S j
Ji j 称为交换积分
我们把这种交换作用等价为磁场Hm，称之为外斯分子场。
分子场的数量级大约在1000T左右！交换作用是一种短程相互作用。
Ji j 0 铁磁性
(1 sin2 )
2
K sin2 c
一维纳米线：
K

0
M
2 s
2
Em

0
M
2 s
4
sin2
感生各向异性磁场感生各向异性
应力感生各向异性
Ku

3 2

磁场强度,磁感应强度,磁化强度的物理意义

B和H的关系正名，虽然发在数学吧，但是是我在网上目前看到唯一没有根本错误的解释。

希望读者耐心看完。

设想你暂时只知道磁场是由磁铁产生，也知道牛顿力学，但尚不知道怎么物理上定义“磁场”。

有一天，你用电流做实验。

你惊讶的发现：通了电的导线能使它附近的小磁针扭转，从而得出了“电流也产生磁场”的结论。

进一步，你通过力学（如平行电流线，扭转力矩等）的测量，你发现1.长直导线外，到导线距离相等的点，磁针感受到的“磁场”强度相同2.距离不同的点，“磁场”强度随着距离成反比。

这样，你便想要通过力学测量和电流强度定义一个物理量H，2*pi*r*H=I。

对形状稍稍推广，你就得到了安培环路定理的一般积分形式。

注意这时候不需要用到真空磁导率μ0，因为你只要知道电流I就足以定义H这个物理量，没有理由知道μ0这回事儿。

现在，你有了H，有了“电流能够产生磁场”这个概念，有了安培环路定理。

你心满意足，转移了研究兴趣，开始研究带电粒子的受力。

对于一定速度的粒子，加上刚才的磁场，通过几何轨道，牛顿力学，你可以测出粒子受的力。

你发现受的力和电荷数q以及速度成正比，也和H成正比，但是力F并不直接等于qvH，而是还差一个因子：F=A*q*vⅹH，A只是个待定因子，暂未赋予物理意义。

这个公式多了个外加因子，不好看。

现在你开始考虑构建“磁导率”这个概念，因为H只是电流外加给的磁场，你希望通过粒子受力，直接定义一个粒子感受到的磁场——叫它B，使得F= qvⅹB成立。

现在你理解的磁导率，就是一个粒子对外界磁场的受力响应程度：磁导率大，那么同样大的外加磁场H使得粒子受力的响应（如偏转）也越大；磁导率如果为零，那么多大的磁场也不会使得粒子有偏转等力学反应，磁导率如果近乎无限大，你只要加一丁点外磁场H，粒子就已经偏转的不亦乐乎了。

你开始管这个磁导率叫μ，并且定义μ=B/H。

其中H是（通过电流）外来的，B是使得粒子偏转的响应。

这样，磁导率=粒子的响应/外加的场。

磁学基础与磁性材料+严密第一章、三章以及第七章答案

磁性材料的分类^《}第一章》第二章磁学基础知识答案：1、磁矩2、磁化强度3、·4、磁场强度 H5、磁感应强度 B磁感应感度，用B表示，又称为磁通密度，用来描述空间中的磁场的物理量。

其定义公式为（百度百科）磁感应强度（magnetic flux density），描述磁场强弱和方向的基本物理量。

是矢量，常用符号B表示。

磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

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。

6、磁化曲线磁化曲线是表示物质中的磁场强度H与所感应的磁感应强度B或磁化强度M之间的关系7、磁滞回线—（）（6 磁滞回线 (hysteresis loop)：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，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，这条闭合线叫做磁滞回线。

）8、磁化率磁化率，表征磁介质属性的物理量。

常用符号x表示，等于磁化强度M与磁场强度H之比。

对于各向同性磁介质，x是标量；对于各向异性磁介质，磁化率是一个二阶张量。

9、磁导率磁导率（permeability）：又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个物理量，可通过测取同一点的B、H值确定。

二'矫顽力----内禀矫顽力和磁感矫顽力的区别与联系矫顽力分为磁感矫顽力（Hcb）和内禀矫顽力（Hcj）。

磁体在反向充磁时，使磁感应强度B降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力。

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体的磁化强度作用相互抵消。

（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。

使磁体的磁化强度M降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。

内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。

在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。

(2)退磁场是怎样产生的能克服吗对于实测的材料磁化特性曲线如何进行退磁校正产生：能否克服：因为退磁场只与材料的尺寸有关，短而粗的样品，退磁场就很大，因此可以将样品做成长而细的形状，退磁场就将会减小。

（1）磁学基础知识

（1）磁学基础知识⽬录：（⼀）、什么是磁矩和磁强化度（⼆）、磁场强度和磁感应强度（三）磁化曲线和磁滞回线（四）磁化率和磁导率（五）什么是矫顽⼒（六）内禀矫顽⼒和磁感矫顽⼒有什么区别联系（七）退磁场是怎样产⽣的，能克服吗，对于实测的材料此话特性曲线如何进⾏退磁校正？（⼋）物质磁性可以分为⼏类有什么特点（九）磁性材料可以分为⼏类，有什么特点（⼀）、什么是磁矩和磁强化度1.描述载流线圈或微观粒⼦磁性的物理量，平⾯载流线圈所受合⼒为零⽽所受⼒矩不为零，该⼒矩使线圈的磁矩m转向与外磁场B的⽅向相同的⽅向；在均匀外磁场中，平⾯载流线圈受⼒矩偏转。

许多电机和电学仪表的⼯作原理即基于此。

磁矩是磁铁的⼀种物理性质。

处于外磁场的，会感受到，促使其磁矩沿外磁场的磁场线⽅向排列。

磁矩可以⽤表⽰。

磁铁的磁矩⽅向是从磁铁的指南极指向指北极，磁矩的⼤⼩取决于磁铁的磁性与量值。

不只是磁铁具有磁矩，、、或等等，都具有磁矩2.磁化强度是描述宏观磁体磁性强弱程度的物理量（⼆）、磁场强度和磁感应强度1.⼈们⼀般将磁极受到作⽤⼒的空间称为磁场，导体中的电流或永磁体都会产⽣磁场。

空间中的磁场可以⽤H或B两个参量来描述。

H称为磁场强度，B称为磁感应强度，也称磁通密度（三）磁化曲线和磁滞回线磁化曲线是表⽰磁感应强度B、强度M与磁场强度H之间⾮线性关系。

磁化曲线可以通过实验实验测量的⽅法画出，在环形磁性材料样品上缠绕上初级线圈N1和次级线圈N2 ，N1的两端接上直流电源，N2的两端接上电⼦磁通计。

随着初级线圈上的电流不断增⼤，电⼦磁通计便会检出相应的磁通⼤⼩，从⽽得到样品的B-H的关系曲线磁滞回线，当材料磁化到饱和以后，逐渐减⼩外磁场，材料中对应的M或B值也随之减⼩，但是并不是沿着初始磁化曲线返回。

并且当外部磁场减⼩到零时，材料仍保留⼀定⼤⼩的磁化强度，或磁感应强度，称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度，⽤Mr 或Br表⽰，简称剩磁。

在反⽅向增加磁场M或B继续减⼩时当反⽅向磁场达到⼀定数值时，满⾜M=0 B=0那么该磁场强度就称为矫顽⼒。

(整理)《磁性材料》基本要求.

《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念：(1) 磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，μm =iS ，方向由右手定则确定，单位Am 2。

(2) 磁化强度（M ）：定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度，用M 表示，SI单位为A/m 。

CGS 单位：emu/cm 3。

换算关系：1 ×103 A/m = emu/cm 3。

(3) 磁场强度（H ）：单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。

SI 单位是A ·m -1。

CGS 单位是奥斯特(Oe)。

换算关系：1 A/m =4π/ 103 Oe 。

(4) 磁化曲线：磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中，磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。

(5) 退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。

(6) 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场。

该磁场被称为退磁场。

退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在：Hd=-NM 。

(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) ：磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。

SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2]；CGS 单位是高斯(Gauss)。

换算关系：1 T = 104 G 。

(8) 磁导率：定义为磁感应强度与磁场强度之比μ＝Ｂ／Ｈ，表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m -1）． (9) 起始磁导率：磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。

H B H i 00lim1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ= M /H(11) 居里温度：即铁磁性材料（或亚磁性材料）由铁磁状态（或亚铁磁状态）转变为顺磁状态的临界温度，在此温度上，自发磁化强度为零。

(12) 磁各向异性：磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。

包括：磁晶各向异性，形状各向异性，感生各向异性和应力各向异性等。

5 材料的磁学性能

外磁场。
顺磁体的原子或离子是有磁矩的(称为原子固有磁矩，它是电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和)，其源于原子内未填满的电子壳层(如过渡元素的d层，稀土金属的f层)，或源于具有奇数个电
子的原子。但无外磁场时，由于热振动的影响，其原子磁矩的取向是无序的，故总磁矩为零。
当有外磁场作用，则原子磁矩便排向外磁场的方向，总磁矩便大
材料名称氧化铝铜金水银硅银
当有介质时，介质被磁化后，其产生的磁场强度M和源
磁场强度H对运动电荷共同产生作用，此时磁感应强度
和Ｂ磁场强度H有何关系？
B 0 ( H M )
令则
0 (1 ) H 0 (1 ) B H
式中的μ为介质的磁导率，单位为H/m，是磁性材料最重要的物理量之一，其也反映了介质磁化的能力。
亚铁磁性物质由磁矩大小不同的两种离子(或原子)组成，
矩，这就是亚铁磁性（ferrimagnetism）。
尼尔点是反铁磁性转变为顺磁性的温度(有时也称为反铁磁物质的居里点Tc) 。
尼尔点
图5-14 三种磁化状态示意图
5.3.3 磁畴铁磁性（ferromagnetism）材料所以能使磁化强度显著增大（即使在很弱的外磁场作用下，也能显示出强弱性），这是由于物质内部存在着自发磁化的小区域——磁畴（magnetic domain）的缘故。
外磁场除去后仍保持相当大的永久磁性，这种磁性称为铁磁性。
过渡金属铁、钴、镍和某些稀土金属如钆、钇、钐、铕等都具有铁磁性。此材料的磁化率可高达103，M>>H
5.2 抗磁性与顺磁性
任何物质都是由原子组成的，而原子又是由带正
电荷的原子核(简称核子)和带负电荷的电子所构

磁感应强度与磁力的关系

磁场是由磁体或电流产生的空间磁场
磁场的方向与电流方向或磁力线方向有关
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量
磁感应强度与磁场的关系是线性关系，即B=μH，其中μ为磁导率，H 为磁场强度
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，单位是特斯拉（T）
磁感应强度与磁场成正比，即磁场越强，磁感应强度越
大
磁感应强度与磁场方向垂直，即磁场方向与磁感应强度方
向垂直
磁感应强度与磁场大小成正比，即磁场越大，磁感应强
度越大
磁场方向：由磁感应强度的方向决定，表示磁场的方向
磁场大小：由磁感应强度的大小决定，表示磁场的大小
磁场与磁感应强度的关系：磁场越大，磁感应强度越大
磁场与磁力的关系：磁力与磁场大小和磁感应强度有关，磁力随着磁场和磁感应强度的增大而增大
磁感应强度的方向与磁力方向相同
磁感应强度与磁力成正比关系，即磁感应强度越大，磁力越大。当磁感应强度达到一定值时，磁力将不再增加，即达到饱和状态。磁感应强度的方向与磁力方向相同，即同向性。磁感应强度对磁力的影响具有累积效应，即持续增加磁感应强度会使磁力持续增加。
Байду номын сангаас
磁感应强度越大，磁场分布越密集磁感应强度变化，磁场分布也会相应变化磁场分布受到磁感应强度的直接影响不同磁感应强度下，磁场分布形态各异
专用单位：高斯（G）
换算关系：1 T = 1 Wb/m² = 10⁴ G
描述磁场对通电导线的作用力
描述磁场对运动电荷的作用力
磁感应强度越大，磁场越强
磁感应强度与磁场方向垂直

磁学与磁性材料基础知识-文档资料

定义磁场强度H：单位强度的磁场等于单位磁极受到1牛顿的力。
在更多场合，确定场效应的量是磁感应强度B（磁通密度）。在SI单位制中，B的定义为：
B＝ µo（H＋M） T or Wb•m2
7
应用中常用电流来产生磁场，有以下三种形式：无限长载流直导线的磁场强度 H＝I/2pr 载流环行线圈圆心的磁场强度 H＝I/2r 无限长载流螺线管的磁场强度 H＝n I
FH0M Hcos
高能量态 F=mH
l
F=mH H
低能量态
F=mH -m
+m F=mH
H
14
显然，磁性体在磁化过程中，也将受到自身退磁场的作
用，产生退磁场能，它是在磁化强度逐步增加的过程中外界做功逐步积累起来的，单位体积内
J
M
F d0H ddJ00 H ddM
对于均匀材料制成的磁体，容易得出;
在不同的磁化条件下，磁导率被分为以下四种： (1)起始磁导率：
1 lim B
i
H 0 H
0
(2)最大磁导率：
max
1
0
B H
max
(3)增量磁导率：
1
B H
0
(4)可逆磁导率：
B
max
B H
0
i
H
lim
rev H0
10
▼退磁场
材料被磁化时，两端的自由磁极会产生与磁化反方向的磁场，即退磁场
Fd0 0MNM dM1 20NM 2
N 是磁化方向的退磁因子。对于非球形样品，沿不同方向磁化时退磁场能大小不同，这种由形状造成的退磁场能随磁化方向的变化，通常也称形状各向异性能。退磁能的存在是自发磁化后的强磁体出现磁畴的主要原因。

磁学与磁性材料基础知识

39
4 铁磁性Ferromagnetism
这是人类最早发现并利用的强磁性;它的主要特征是：
1 c>>0;磁化率数值很大
2. 磁化率数值是温度和磁场的函数；
3. 存在磁性转变的特征温度——居里温度TC;温度低于居里温度时呈铁磁性;高于居里温度时表现为顺磁性;其磁化率温度
关系服从居里外斯定律; • 在居里温度附近出现比热等性质的反常;
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；
反常抗磁性物质：Bi;Ga;Zn;Pb;磁化率与磁场温度有关;
广义地说;超导体也是一种抗磁性物质;c=1 ;它的机理完全不同;不在我们讨论之内;
31
一些抗磁性金属在20℃时的分子磁化率CGS单位：
(1 0 6 )
(1 0 6 )
见冯索夫斯基现代磁学1953 p74
32
2 顺磁性Paramagnetism
这是19世纪后半叶就已经发现并研究的另一类弱磁性; 它的最基本特征是磁化率为正值且数值很小;0<c<<1;
上世纪 70 年代以后;随着非晶材料和纳米材料的兴起; 又发现了一些新的磁性类型;对它们的研究尚在深化之中; 课程只做初步介绍;
27
▼物质的磁性分类
按磁化率的大小;可将物质磁性分为五个种类：
抗磁性顺磁性反铁磁性
普遍性
c 0 且绝对值也很小 d
遵守居里外斯定律：
c C 0 P T TP
存在奈尔温度 T N
17

永磁体基本性能全参数

永磁体基本性能参数永磁材料：永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失，可对外部空间提供稳定磁场。

钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs） 1Gs =0.0001T将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。

它表示磁体所能提供的最大的磁通值。

从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。

钕铁硼是现今发现的Br 最高的实用永磁材料。

磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）或1 Oe≈79.6A/m 处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。

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体的磁化强度作用相互抵消。

（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。

钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。

内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）1 Oe≈79.6A/m 使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。

内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。

钕铁硼的Hcj会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。

磁能积(BH)单位为焦/米3（J/m3）或高•奥（GOe） 1 MGOe≈7. 96kJ/m3退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B×H 的最大值称之为最大磁能积(BH)max。

磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一，(BH)max越大说明磁体蕴含的磁能量越大。

设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的B和H附近。

各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。

各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。

磁感应强度b的公式,不同介质分界面

磁感应强度b的公式，不同介质分界面引言磁感应强度（B）是描述磁场的物理量，对于不同介质之间的分界面而言，磁感应强度的计算公式有着一定的变化。

本文将探讨不同介质分界面的磁感应强度公式及其相关原理。

1.自由空间与介质界面上的磁感应强度自由空间是指没有介质存在的区域，内部不存在任何磁性物质。

当磁场作用于自由空间与介质的分界面上时，根据安培定律，磁场强度（H）和磁感应强度（B）之间的关系可以表示为以下公式：B=μ₀H其中，μ₀是自由空间磁导率。

2.常见介质与自由空间分界面上的磁感应强度当磁场作用于常见介质与自由空间的分界面上时，介质的磁化会对磁感应强度产生影响。

根据介电常数（ε）和电感率（μ）的定义，磁感应强度公式可以表示为以下形式：B=μ₀(1+χ)H其中，χ是介质的磁化率，可以表示为：χ=χ_m/4π其中，χ_m是介质的磁化强度。

3.相对磁导率与磁感应强度公式相对磁导率（μ_r）是一种无单位的物理量，表示磁场在介质中传播的能力相对于自由空间的能力。

相对磁导率与磁感应强度的关系可以表示为以下公式：B=μ₀μ_r H其中，μ_r是相对磁导率。

4.不同介质分界面上磁感应强度的计算实例为了更好地理解不同介质分界面上的磁感应强度公式，我们举一个具体的计算实例。

假设自由空间与铁磁体之间的分界面上，磁场强度为100A/m，铁磁体的相对磁导率为1000。

根据前面的公式，可以计算出磁感应强度为：B=μ₀μ_r H=(4π×10⁻⁷T·m/A)(1000)(100A/m)≈1.26T结论磁感应强度（B）在不同介质分界面上的计算公式存在差异。

对于自由空间与介质分界面，磁感应强度的计算公式为B=μ₀H；对于常见介质与自由空间分界面，磁感应强度的计算公式为B=μ₀(1+χ)H，其中χ是介质的磁化率；对于不同介质分界面，磁感应强度的计算公式为B=μ₀μ_rH，其中μ_r是相对磁导率。

通过实例计算，我们更好地理解了不同介质分界面上磁感应强度的计算方法。

磁化强度m0

磁化强度m0磁化强度（magnetic intensity）是描述磁场中磁化程度的物理量，通常用符号H表示。

磁化强度是磁场强度H和磁化率χ之间的关系，即H = χB/μ0，其中B是磁感应强度，μ0是真空中的磁导率。

磁化强度是一个矢量量，具有大小和方向。

它的大小由磁场中磁化物质的磁化程度决定，而方向则与磁场的方向一致。

当磁场中没有磁化物质时，磁化强度为零。

磁化强度在物理学中有着重要的应用。

例如，在电磁感应中，磁化强度可以用来描述磁场对电流的作用力。

根据安培定律，磁场对通过导线的电流产生一个力，其大小与磁化强度和电流成正比。

这种力在电机、发电机等设备中起着重要作用。

在磁学中，磁化强度也被用来描述磁体的磁化程度。

磁化强度越大，说明磁体的磁化程度越高。

磁化强度与磁化物质的磁导率和磁感应强度有关。

磁导率越大，磁化强度越小；磁感应强度越大，磁化强度也越大。

磁化强度的单位是安培/米（A/m）。

在国际单位制中，安培是电流单位，米是长度单位。

磁化强度的单位表示了在一米长度上通过的电流产生的磁场的强度。

在一般情况下，磁化强度的数值很小，通常在10^-3到10^3 A/m之间。

磁化强度的测量可以通过磁化曲线来实现。

磁化曲线是描述磁体磁化过程的一条曲线，它表示了磁化强度与磁场的关系。

通过测量磁化曲线，可以得到磁化强度的数值。

磁化强度在材料科学和工程中也有着广泛的应用。

例如，在磁性材料的制备中，磁化强度可以用来控制材料的磁性能。

通过调节磁化强度，可以改变材料的磁性质，从而满足不同的应用需求。

磁化强度是描述磁场中磁化程度的物理量，它与磁场强度和磁感应强度密切相关。

磁化强度在电磁感应、磁学以及材料科学和工程中都有着重要的应用。

了解和研究磁化强度对于深入理解磁场的性质和应用具有重要意义。