磁性功能材料(ppt 72张)

χ ：10-2-10-4
反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
反铁磁性：
磁化率和温度的关系在涅耳点(TN)有一转折。在TN点以下 为反铁磁性,χ 随温度升高而升高。在TN以上，χ随温度 升高而下降，表现如顺磁性行为。 反铁磁性物质中有A、B两个次晶格，其原子磁矩反平行 排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零。
抗磁性
物 质 磁 性 分 类 与外加磁 场的关系 顺磁性 反铁磁性 亚铁磁性 铁磁性
⑴ 抗磁性
χ： －（10-5 – 10-6 ）
抗磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
抗磁性： 磁化率小于零，在外磁场的作用下产生一个与 外磁场方向相反且很小的附加磁场，其值和温 度无关。 抗磁性物质：He，Ne，Ar，H2，N2，C，Si， Ge等

（二）基本磁性参量 磁场强度(H)： 电流强度为i的电流在一个每米有N匝线圈的无 限长螺旋管轴线中央产生的磁场强度 H 为：
HNi
距离永磁体r处的磁场强度 H 为：
2 H km r / r l 0
m1为磁极的磁极强度，；r0是r的矢量单位； 磁化强度(M，σ): 单位体积磁性材料内原子磁矩的矢量和
Cr、Mn以及含有Cr、Mn的一些合金是反铁磁性的。
(4)
铁磁性
χ ：102-106
铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
铁磁性：
在不大的磁化场下，该物质有较高的磁化强度，并达到饱和 状态； 磁化率随磁场非线性变化； 饱和磁化强度随温度升高而下降，并在一定温度Tc（居里温 度）下，铁磁性消失，变成顺磁性。 铁磁性物质： ①Fe、Co、Ni等纯金属。某些稀土元素如Gd（钆gá）等 ②含Fe、Co、Ni的合金及化合物； ③某些过渡元素组成的合金。
（2）顺磁性
χ：10-4-10-5
顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
顺磁性：
原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于 沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度 的附加磁场。 磁化率虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而 下降。 顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。
（3）反铁磁性
弱 磁 性
强 磁 性
磁性材料——具有较强磁性的材料。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 物质的磁性 磁矩 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩 1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类

（四） 磁化曲线和磁滞回线
第二章 磁性功能材料
本章主要内容
磁学理论简介 —— 物质的磁性、磁性的基本物理量 磁性材料 —— 软磁材料、永磁材料 磁性材料的基本性能与应用
著名大学，研究所，公司
磁性材料——具有较强磁性的材料。
工业上最早应用的磁性材料:软铁、硅钢片、铁氧体等。 二十世纪六十年代: 非晶态、纳米晶软磁材料、稀土永 磁材材料 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：变压器、电机，以及通讯、无线电、电器、 各种电子装置
磁化强度与外磁场的关系：
M H
M/H
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 磁矩 磁性的来源 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩 1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类

(三）物质磁性的分类
（5）亚铁磁性
χ ： 102 – 106
亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化
亚铁磁性：
也有两个次晶格，其自发磁化的磁矩方向相反，但大小不等 ，总的磁矩为两反平行排列磁矩的和，不为零。
大量使用的铁氧体
抗磁性 物 质 磁 性 分 类 顺磁性 反铁磁性 亚铁磁性 与外加磁 场的关系 铁磁性
被磁化后，磁化场方向与外场方 向相反，χ ： －（10-5 – 10-6 ） 被磁化后，磁化场方向与外场 方向相同，χ ：10-4-10-5 被磁化后，磁化场方向与外场 方向相同，χ ：10-2-10-4 被磁化后，磁化场方向与外场 方向相同，χ ：102-106 被磁化后，磁化场方向与外 场方向相同，χ ：102 – 106
物 质 分 子 原 子 原子核 核外电子
原子磁矩主要来源于电子磁矩
电子的轨道磁矩 原子磁矩 电子的自旋磁矩 物质磁性 物质磁性具有普遍性 原子磁矩间相互作用 ＝Σ 原子磁矩
物质表现何种磁性
外加磁场的作用
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 磁矩 磁性的来源 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩 1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类
（a）抗磁；（b）顺磁反铁磁 抗磁、顺磁或反铁磁材料无磁滞现象，M绝对值低，随H增加，抗磁 性物质的M为负值。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 物质的磁性 磁矩 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩 1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类
磁感应强度(B): 物质在外磁场H 作用下，其内部原子磁矩的 有序排列还将产生一个附加磁场。在磁性材 料内部外磁场与附加磁场的和。
在真空中：
B 0H
/H 0 B
在磁性材料中：
B ( H M ) 0B HFra bibliotekB/ H
：真空磁导率； ： 绝对磁导率 0 ：相对磁导率 / r r 0
2000

磁化曲线：磁感应 强度B或磁化强度M 与磁场强度H之间 的非线性关系的曲 线。
M, kA/m
Ms
1000
4
8
H, A/m 铁磁性材料的磁化曲线
磁滞现象：当强磁性材 料达到磁饱和状态后， 如果减小磁化场H，介 质的磁化强度M（或磁 感应强度B）并不沿着 起始磁化曲线减小，M （或B）的变化滞后于H 的变化。这种现象叫磁 滞。
第一节 铁磁学基础
1.1 物质的磁性 （一） 磁矩 磁性的来源 （二） 基本磁参量 （三） 物质磁性分类 （四） 磁化曲线 磁滞回线 （五） 磁晶各向异性 （六） 磁致伸缩 1.2 磁化过程与技术磁参量 1.3 磁性材料分类

1.1
物质的磁性
(一) 磁矩
一个圆电流的磁矩定义为：
MiS
i：电流强度 S：圆电流回线包围的面积。 其方向可以用右手定则来确定