2013-总复习题磁性材料要点
磁性材料基本概念及定义
1.磁场电流产生磁场，在螺线管中，或在磁路中电流的产生的磁场为:在这一个表式中，采用国际单位制，H单位为安培/米(A/m)，N为匝数，I为电流，单位安培(A)，le 为螺线管或磁路长度，单位为米(m)。
在磁芯中，加正弦波电流，可用有效磁路长度le来计算磁场强度：2.磁通密度、磁极化强度、磁化强度在磁性材料中，加强磁场H时，引起磁通密度变化，其表现为：B为磁通密度，亦称磁感应强度，J称磁极化强度，M称磁化强度，μ0 为真空磁导率，其值为4π×10-7亨利/米(H/m)。
B、J单位 T，H、M单位为A/m，1T=104Gs。
在磁芯中可用有效面积Ae来计算磁通密度：正弦波为：电压单位V，频率单位为Hz，N为匝数，B单位为T，Ae单位为m2。
3.饱和磁通密度、剩余磁化强度、矫顽力B和H的关系除在真空中和在磁性材料中小磁化场下具有线性关系外，一般具有非线性关系，即具有所谓磁滞回线性质：Bs为饱和磁化强度，Br为剩余磁化强度，Hc为矫顽力，Hs为饱和磁化场，不同磁性材料产生的磁滞回线表现形式不一样，Bs、Br、Hc、Hs都不一样4 磁导率我们平常用的大都是相对磁导率，且把脚标 r 省去。
称初始磁导率，它与温度、频率有关。
测量时在一定温度、一定频率、很低的磁通密度(或很小的磁场)、闭合磁路中进行。
在实际测量中，规定：磁场H所产生的磁通密度应小于1mT，一般B为0.1mT，但亦有许多特殊情况，应加以注意。
4)在磁路中存在气隙，即非闭合磁路条件下，测得的磁导率为有效磁导率:g是气隙长度，le是有效磁路长度。
这一表示，仅是小气隙g下的一种近似。
在大气隙下，磁通要穿过气隙的外部，其有效磁导率将大于按上式计算所得之值。
5)在没有偏置磁场的情况下，磁场H较大时，该磁场H产生磁通密度B，则这时，,称振幅磁导率。
6)在具有直流偏置磁场时，再加上一个交流磁场，这时测得的磁导率称为增量磁导率。
在直流迭加状态下测得的电感，计算出的磁导率近似于增量磁导率。
磁性材料复习
习题一、简答题1. 利用洪德法则给出Fe处于基态时的S、L和J值。
答：Fe核外电子排布为……3S23P63D64S2；3D亚层可以填充10个电子，现填充6个。
根据洪德法则：(1)在泡利原理许可的条件下，总自旋量子数S取最大值；知S=2(2)在满足(1)的条件下，总轨道自旋量子数L取最大值；知L=2(3)当未满壳层中的电子数小于总电子数的一半时，J=|L-S|，而未满壳层中的电子数大于或等于总电子数的一半时，J=L+S。
J=42. 简述磁畴的成因答：铁磁性材料的原子、分子磁矩，由于交换作用的影响，有趋向平行排列的趋势。
但大块材料若所有的磁矩一致平行排列，其退磁能很大。
在退磁能的作用下，大块的磁性材料将分成许多小区域，每个小区域各有自己的磁化方向，这样的区域成为磁畴，磁畴的分界面称为畴壁。
分成磁畴后可使得材料的退磁能下降很多，由于畴壁两侧的磁化方向不同，畴壁内磁化方向逐渐转向，畴壁内存在畴壁能。
退磁能的降低、畴壁能的增加存在一定的平衡。
3. 简述单畴临界尺寸、超顺磁性的概念。
答：当磁性材料尺寸逐渐减小，内部磁畴数量随之变少，尺寸小到一定程度，材料呈单畴状态。
单畴状态的最大尺寸为临界尺寸。
如果单畴颗粒变得足够小，单畴颗粒磁各向异性能就很小，热运动能量涨落足够大，即使没有外磁场，材料也能实现磁化翻转。
此时材料矫顽力为0，这种行为称为顺磁性。
与一半的顺磁性很像，但由于超顺磁性材料的磁矩很大，所以称为超顺磁性。
4. 什么是超交换作用？答：反铁磁性和亚铁磁性的晶体内部，磁性离子被非磁化氧离子隔开，磁性离子之间的距离较大，磁性离子的波函数不可能发生重叠，因此不能用直接交换作用模型来加以解释。
1934年，克拉默斯首先提出了一种交换作用模型——超交换作用模型，用来解释反铁磁性自发磁化的起因。
克拉默斯认为，反铁磁性物体内的磁性离子之间的交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒介来实现的，故称为超交换作用。
5. 简述自由电子顺磁性。
磁性物理复习资料全
磁性物理一、名词解释1.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”。
2.磁场强度H：为单位点电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。
3.磁矩：磁偶极子磁性大小方向可以用磁矩来表示，磁矩定义为磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，即µm=iS4.磁化强度（M）：是描述宏观磁体强弱程度的物理量。
5.磁感应强度：描述磁场强度和方向的物理量，是矢量。
6.磁化曲线：表示物质中的磁场强度H与所感应的磁感应强度B之间的关系。
7.磁滞回线：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：表征磁介质属性的物理量。
9.磁导率：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。
10.退磁场：有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场H d。
11.交换能（F ex）：电子自旋间的交换相互作用产生的能量。
12.磁晶各向异性能（F k）：铁磁体晶体场对轨道电子间的作用、电子的轨道磁矩与自旋磁矩间的耦合效应所产生的能量。
13.磁应力能（Fδ）：铁磁体磁性和弹性（形变）相互作用所引起的能量（又称为磁弹性应力能）。
14.退磁场能（F d）：铁磁体与其自身所产生的退磁场之间的相互作用能。
15.静磁能（F H）：铁磁体与外磁场之间的相互作用产生的能量。
16.磁致伸缩现象：铁磁晶体由于磁化状态的改变，其长度或体积都要发生微小的变化，这种现象叫磁致伸缩现象。
17.磁畴：指铁磁体材料在自发磁化的过程中为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域。
18.自发磁化：磁有序物质在无外加磁场的情况下，由于近邻原子间电子的交换作用或其他相互作用，使物质中各原子的磁矩在一定空间围呈现有序排列而达到的磁化，称为自发磁化19.技术磁化：技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。
高中物理选修1-1：2-5磁性材料-
复习 一、复习洛伦兹力的方向 左手定则
F⊥v F ⊥B ， F ⊥ v和B所决定的平面。
二、洛伦兹力的特点
只改变电荷的速度方向，而不改变速 度的大小。
洛伦兹力对带电粒子始终不做功！
一.磁化和退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后显示磁 性的现象叫做磁化。
2、退磁：原来有磁性 的物体，经过高温、 剧烈振动或者遂渐减 弱的交变磁场的作用， 就会失去磁性，这种 现象叫做退磁
3、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金， 还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强 得多，这些物质叫做铁磁性物质
4、解释：铁磁性物质磁化后有很强磁性 （1）磁畴：铁磁性物质的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，这些磁化的小区域叫做“磁畴”。
（2）磁化前，各个磁畴的磁化方向不同，杂乱 无章地混在一起，对外不显磁性。 （3
3、第二次世界大战后，新型 磁性材料——铁氧体，成为 研究热点
4、1978年，合金磁粉研制成 功。 5、现在又在使用金属薄膜做 磁记录材料
三、磁记录 1、实例：磁卡、录音机和录像机上用的录象带、 计算机上用的磁盘等 2、用途：保存大量信息，并在需要的时候读取。
四、地球磁场留下的记录
1）岩石中记录了岩石形成时地球磁场的 信息。 2）地球磁场的强度和方向随时间的推移 在不断变化。 3)大约每过100万年，地磁场的南北极就会 完全颠倒一次． 4)证实了洋底扩张、大陆漂移和地壳板 块结构等学说．
戴“头罩”的鸽子为什么会迷失方向？
小结
1、磁化和退磁 2、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金。 3、磁畴 4、硬磁性材料和软磁性材料 5、磁性材料的发展 6、磁记录 7、地球磁场留下的记录
磁性材料期末复习学习资料
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µ=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。
磁性材料核心复习
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。
磁学基础知识
磁学基础知识一、磁性材料1.磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。
2.磁体：具有磁性的物体。
3.磁极：磁体上磁性最强的部分，分为南极和北极。
4.磁性材料：具有磁性的物质，如铁、镍、钴及其合金。
5.硬磁材料：一经磁化，磁性不易消失的材料，如铁磁性材料。
6.软磁材料：磁化后，磁性容易消失的材料，如软铁、硅钢等。
7.磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质，它影响着磁体和铁磁性物质。
8.磁场线：用来描述磁场分布的假想线条，从磁南极指向磁北极。
9.磁感线：用来表示磁场强度和方向的线条，从磁南极出发，回到磁北极。
10.磁通量：磁场穿过某一面积的总量，用Φ表示，单位为韦伯（Wb）。
11.磁通密度：单位面积上磁通量的大小，用B表示，单位为特斯拉（T）。
三、磁场强度1.磁场强度：磁场对单位长度导线所产生的力，用H表示，单位为安培/米（A/m）。
2.磁感应强度：磁场对放入其中的导线所产生的磁力，用B表示，单位为特斯拉（T）。
3.磁化强度：磁性材料内部磁畴的磁化程度，用M表示，单位为安培/米（A/m）。
4.磁化：磁性材料在外磁场作用下，内部磁畴的排列发生变化，产生磁性的过程。
5.顺磁性：磁化后，磁畴的排列与外磁场方向相同的现象。
6.抗磁性：磁化后，磁畴的排列与外磁场方向相反的现象。
7.铁磁性：磁化后，磁畴的排列在外磁场作用下，相互一致的现象。
8.磁路：磁场从磁体出发，经过空气或其他磁性材料，到达另一磁体的路径。
9.磁阻：磁场在传播过程中遇到的阻力，类似于电学中的电阻。
10.磁导率：材料对磁场的导磁能力，用μ表示，单位为亨利/米（H/m）。
11.磁芯：具有高磁导率的材料，用于集中和引导磁场。
六、磁现象的应用1.电动机：利用电流在磁场中受力的原理，将电能转化为机械能。
2.发电机：利用磁场的变化在导体中产生电流的原理，将机械能转化为电能。
3.变压器：利用电磁感应原理，改变交流电压。
4.磁记录：利用磁性材料记录和存储信息，如硬盘、磁带等。
中考物理磁性与磁场复习知识框架
中考物理磁性与磁场复习知识框架磁性是物质特有的属性，磁场是磁力作用的介质。
了解磁性与磁场的基本概念及相关知识对于中考物理的取得好成绩至关重要。
下面是中考物理磁性与磁场的复习知识框架。
一、磁性材料的分类1. 铁磁材料：具有明显磁性，能被永久磁铁吸引，如铁、钢等。
2. 非磁性材料：不具有磁性，不能被永久磁铁吸引，如木材、玻璃等。
3. 顺磁材料：具有弱磁性，被磁铁吸引，但失去磁性后不会保留磁性，如铝、锌等。
4. 抗磁材料：具有很弱的反磁性，不能被永久磁铁吸引，如铜、银等。
二、磁场的特征1. 磁感线：用于表示磁场方向和形状的线条。
2. 磁力线：磁感线的方向即为磁力作用的方向。
3. 磁场的强弱：磁力线的稀密程度反映了磁场的强弱。
三、电流产生磁场1. 安培环路定理：电流产生的磁场强度与电流成正比，与导线形状、位置和方向有关。
2. 右手定则：握住导线，拇指指向电流方向，其他四指弯曲的方向即为磁场方向。
四、磁场对运动带电粒子的作用1. 洛伦兹力的方向：磁场与电流成夹角时，磁场对运动带电粒子的作用力垂直于速度方向和磁场方向。
2. 电子在磁场中的轨迹：电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，呈螺旋线轨迹。
五、电磁铁的原理与应用1. 电磁铁的构造：由线圈和铁芯组成。
2. 电磁铁的原理：通电产生的磁场使铁芯具有磁性。
3. 电磁铁的应用：广泛用于电磁吸盘、电磁制动器、电磁离合器等。
六、磁感应强度与磁通量的关系1. 法拉第电磁感应定律：变化的磁场可以感应出电动势。
2. 磁感应强度的方向：指向磁力线的反方向。
3. 磁通量的单位：韦伯，符号为Φ。
4. 磁感应强度与磁通量的关系：Φ=B·S·cosθ，其中B为磁感应强度，S为面积，θ为磁场与法向的夹角。
七、电磁感应现象及应用1. 磁场中导线运动引起的感应电动势。
2. 电磁感应规律：感应电动势与导线运动速度、导线长度、磁感应强度之间的关系。
3. 发电机的原理：利用磁场与导线的相对运动产生感应电动势，实现机械能转化为电能。
初中物理九年级下册磁知识点
初中物理九年级下册磁知识点磁性是物质的一种特性，一般分为两种：铁磁性和顺磁性。
铁磁性是指物质在外磁场作用下呈现出明显的磁性，而顺磁性则是指物质在外磁场作用下只有微弱的磁性。
一、磁场磁场是指空间某点受到磁力作用的区域。
我们可以用磁感线来描述磁场的性质和分布。
磁感线从磁南极指向磁北极，并呈现出闭合曲线的形状。
二、磁感应强度磁感应强度B是描述磁场强度的物理量，单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的大小受到磁场中磁力线的密度决定，即磁感应强度越大，磁力线越密集。
三、磁性材料磁性材料一般分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料容易被磁化和消磁，常用于电磁铁、变压器等设备中；而硬磁性材料则具有较强的磁性，难以被磁化和消磁，常用于制作永磁铁等。
四、电磁铁电磁铁是利用电流通过线圈产生磁场的一种装置，具有临时磁性。
当电流通过线圈时，产生的磁场可以使铁芯成为临时磁体，从而实现磁性的开关操作。
五、电动机电动机利用电流通过线圈产生磁场，并与永磁铁或电磁铁之间产生相互作用，从而实现电能转化为机械能的目的。
电动机广泛应用于各种机械设备、交通工具等中。
六、楞次定律楞次定律描述了电流变化产生的磁场对电流回路的影响。
根据楞次定律，当电流回路中的电流发生变化时，会产生与电流方向相反的感应电流，从而阻碍电流变化。
七、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了磁场变化对电流回路的影响。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在电流回路中产生感应电动势，从而引起感应电流的出现。
八、电磁感应电磁感应是指磁场变化对电流回路的影响，也可以理解为通过磁场的变化来产生电能转化。
九、电磁感应现象的应用电磁感应的应用非常广泛，常见的应用包括变压器、发电机、感应炉等。
通过利用电磁感应现象，可以实现电能的输送、转化和利用。
总结：初中物理九年级下册磁知识点主要包括磁场、磁感应强度、磁性材料、电磁铁、电动机、楞次定律、法拉第电磁感应定律、电磁感应以及电磁感应现象的应用等内容。
试题+磁性材料
3、电工纯铁，玻莫合金，FeCo, FePt, Nd2Fe14B，硅钢，MnZn铁氧体，碳钢，磁铅石铁氧体，Sm2Fe17,以上10种材料中，属于软磁材料的是哪些？属于硬磁材料的是哪些？
4、分别画出硬磁材料和软磁材料的典型磁滞回线，并在曲线上标出以下物理量的位置：矫顽场，饱和磁化强度，剩余磁化强度。
得
分
二、简答题（每小题5分，共20分）
1、磁记录方式有几种？分别简要说明。
2、永磁材料有什么特Байду номын сангаас？
3、试阐述铁磁性和亚铁磁性之间的区别。
4、列举测量材料磁性能的仪器有哪些？
得
分
三、计算、作图与分析题（每题10分，共60分）
1、长100cm，半径10cm的螺线管，线圈匝数100匝，通电流10A，计算螺线管内中部的磁场强度和磁感应强度。如果中间插入相对磁导率为1500的铁芯，再次计算螺线管内中部的磁场强度和磁感应强度。（真空磁导率μ0=4π×10-7T.m/A）
课程考试试题纸
课程名称：
磁性材料
（）
考试方式：
考试
闭卷
印刷份数：
学院：
材料学院
任课教师：
专业年级：
题
号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
阅卷
教师
得
分
……………………………………………………………………………………………………
得
分
一、名词解释（每题5分，共20分）
1、原子磁矩：
2、磁滞回线：
3、铁磁性：
4、反铁磁性：
5、下列两图是磁化率与温度的变化关系，指出分别属于哪种磁性？分别描述其产生机理。
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。
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。
磁性物理复习资料
磁性物理复习资料引言磁性物理是研究物质中的磁性行为和相应物理机制的学科。
它涵盖了磁性材料的性质、磁性现象的产生原因以及磁场的作用等方面内容。
在这份磁性物理复习资料中，我们将回顾一些重要的概念、理论和应用，帮助您全面了解和掌握磁性物理的基础知识。
一、基本概念1.1 磁性的定义磁性是指物质在外加磁场作用下产生磁化现象的性质。
根据物质在磁场中的行为，可以将物质分为顺磁性、抗磁性和铁磁性三类。
1.2 磁化强度和磁化率磁化强度是衡量物质磁化程度的物理量，表示为M。
磁化率是描述物质对外加磁场响应的能力，表示为χ。
1.3 磁性材料分类磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料两类。
软磁性材料具有较强的磁导率和低的矫顽力，主要应用于电磁器件中。
硬磁性材料具有较高的矫顽力，可用于制作磁体和磁记录材料等。
二、磁化过程和磁场效应2.1 磁化过程磁化过程是指物质在外加磁场作用下由无序磁矩转变为有序磁矩的过程。
根据磁化过程的不同，可将磁性材料分为顺磁性材料和铁磁性材料。
2.2 磁场效应在磁场中，物质的磁化会受到磁化强度、磁化率和外加磁场强度等因素的影响。
磁场效应包括磁场强度对磁化强度的影响、磁场强度对磁化率的影响以及磁场与物质相互作用的效应。
三、磁性现象和物理机制3.1 磁化导致的现象磁化材料在磁场中会产生一系列磁性现象，例如磁滞现象、磁化曲线和磁滞损耗等。
了解这些现象有助于我们理解磁性材料的性质和应用。
3.2 磁性物理机制磁性物理机制主要包括电子自旋磁矩、电子轨道磁矩和核子磁矩等。
这些磁矩在磁场中会受到外加磁场力的作用，从而导致物质的磁性行为。
四、磁性材料的应用4.1 磁性材料在电子器件中的应用磁性材料在电子器件中具有广泛的应用，例如磁头、变压器、电感器等。
这些器件的工作原理和性能与材料的磁性密切相关。
4.2 磁性材料在电力工程中的应用磁性材料在电力工程中也扮演着重要角色，例如电机、发电机和传感器等。
磁性材料的选择和设计对电力工程的性能和效率有着重要影响。
磁性材料答案0
第一部分1如何理解磁矩的定义 =iS？（范胜华）磁矩是描述磁性大小的物理量，其定义为回路电流和回路面积的乘积，方向由右手螺旋定则确定。
磁性本质都是由电流引起的，因此磁矩可以描述磁性物体的磁性的大小。
在均匀外磁场中回路线圈受到力矩使磁矩转向外磁场的方向。
在原子中，电子绕原子核转动，这种转动通常与闭合回路比较，在磁性上等效，因此，原子中电子绕轨道运动，同无限小尺寸的闭合回路一样，可以视为磁偶极子。
2物质的抗磁性是如何产生的？为什么说抗磁性是普遍存在的？（范胜华）当外磁场穿过电子轨道时，引起的电磁感应使轨道电子加速。
由楞次定律可以推出电子的这种加速运动所引起的磁通，总是与外磁场相反的，这就是抗磁性产生的机理。
原子的内部总是具有电子的，电子在外磁场作用下会受到洛仑兹力。
因此，在外磁场作用下，所有物质都会毫无例外地表现出抗磁性这一种属性。
3,氧气跟氮气是顺磁性还是抗磁性，为什么？（孙彬彬）氧气是顺磁性，氮气是抗磁性。
根据分子的电子表示形式，氧气的氧原子周围没有轨道电子，但是氮原子周围有轨道电子。
4.为什么金属铝没有，而金属铁具有铁磁性？（孙彬彬）铁磁性起源于磁场中的电子自旋平行排列，导致自发磁化，在常温下，金属铁中磁矩的热运动不足以与分子场抗衡，所以还是有序的，能够表现出铁磁性，而率恰恰相反，它的磁矩是无序的。
铁的3d层不满，产生强磁矩，而铝成键，没有磁矩。
5请解释超交换作用的原理（比如在MnO中）（陈伟）超交换作用的机理：Mn2+离子的未满电子壳层组态为3d5,5个自旋彼此平行取向：O2-离子的电子结构为（1s）2(2s)2(2p)6,其自旋角动量和轨道角动量都是彼此抵消的，无净自旋磁矩。
O2-离子2p轨道向近邻的Mn2+离子M1和M2伸展，这样2p轨道电子云与Mn2+离子电子云交叠，2p轨道电子有可能迁移到Mn2+离子中。
假设，一个2p电子转移到M1离子的3d轨道。
在此情况下，该电子必须使他的自旋与Mn2+的总自旋反平行，因为Mn2+已经有5个电子，按照洪特规则，其空轨道只能接受一个与5个电子自旋烦平行的电子。
磁性材料2
第四章 软磁材料在前面磁场分析中可以看到，在线圈中加入磁芯后，将磁通限制在低磁阻的磁芯内，用较小激励电流，产生比没有磁芯时大得多的磁通，这就大大减少了电磁元件的体积。
因此，加磁芯的基本目的是为链合或耦合两个或多个磁单元的磁通，提供容易通过的路径，将磁源和磁“负载”连接起来，作为磁通“汇流条”。
同时减少磁元件的体积。
在实际变压器中，磁源是初级线圈－安匝和伏/匝。
磁负载是次级线圈(绕组)。
初级线圈匝链的磁通与每个次级线圈匝链，并适当调节匝比得到不同的电压。
在变压器磁芯中存储能量越小越好。
如果存储能量，和其它寄生元件一样，有时将引起电压尖峰。
在下面将看到，使用高磁导率材料磁芯，能量存储最小。
在一个电感中，磁芯提供一个线圈和磁芯串联的非磁气隙之间磁通链合路径。
实际上，几乎所有的能量存储在气隙中。
高磁导率磁芯或磁合金象皮莫合金，不能够存储大量的能量。
反激变压器实际上是一个带有初级和次级线圈的电感，并且有一个气隙存储能量。
和一个简单电感一样，磁芯提供初级和气隙之间磁通的链合。
磁芯还提供气隙和次级线圈之间的链合，以传递能量到次级电路。
象变压器一样，通过调节匝比得到不同的输出电压。
4.1 磁性材料的磁化物质的磁化需要外磁场。
相对外磁场而言，被磁化的物质称为磁介质。
将铁磁物质放到磁场中，磁感应强度显著增大。
磁场使得铁磁物质呈现磁性的现象称为铁磁物质的 磁化。
铁磁物质之所以能被磁化，是因为这类物质不同于非磁物质，在其内部有许多自发磁化的小区域—磁畴。
在没有外磁场作用时，这些磁畴排列的方向是杂乱无章的(图4.1(a))，小磁畴间的磁场是相互抵消的，对外不呈现磁性。
如给磁性材料加外磁场，例如将铁磁材料放在一个载流线圈中，在电流产生的外磁场作用下，材料中的磁畴顺着磁场方向转动，加强了材料内的磁场。
随着外磁场加强，转到外磁场方向的磁畴就越来越多，与外磁场同向的磁感应强度就越强(4.1(b))。
这就是说材料被磁化了。
4.2 磁材料的磁化曲线4.2.1 磁性物质磁化过程和初始磁化曲线如将完全无磁状态的铁磁物质进行磁化，磁场强度从零逐渐增加，测量铁磁物质的磁通密度，得到磁通密度和磁场强度之间关系，并用B-H 曲线表示，该曲线称为磁化曲线，如图4.2(e)曲线C 所示。
2013总复习题磁性材料要点
一、填空题(共10分，每空0.5分)1. 产生磁场的方式有_电流法_和铁磁性材料法。
2. SI制中H的单位是_安培/米_，CGS 单位制中是_奥斯特__ 。
3. 特斯拉是的磁感应强度B _单位，1特斯拉等于__104___高斯。
5. 按照磁体磁化时的磁化率的大小和符号，可以将物质的磁性分为五种：________、________、________、________和________ 。
(抗磁性、顺磁性、反铁磁性，铁磁性、亚铁磁性)6. 磁化曲线随晶轴方向的不同而有所差别，即磁性随晶轴方向显示各向异性，这种现象称为________，它存在于所有铁磁性晶体中，在________中不存在。
(磁晶各向异性、非晶磁性材料)7. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为________ 和________ 。
(磁畴壁的位移运动、磁畴转动)8. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为________。
磁损耗包括三个方面________、________和________。
(磁损耗、涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗)9. 感生磁各向异性按产生的种类，主要有________、________、________、________。
(磁场或应力热处理感生磁各向异性、轧制感生磁各向异性、生长感生磁各向异性、交换各向异性)10. 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11. 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＝812. 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。
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一、填空题(共10分，每空0.5分)1. 产生磁场的方式有_电流法_和铁磁性材料法。
2. SI制中H的单位是_安培/米_，CGS 单位制中是_奥斯特__ 。
3. 特斯拉是的磁感应强度B _单位，1特斯拉等于__104___高斯。
5. 按照磁体磁化时的磁化率的大小和符号，可以将物质的磁性分为五种：________、________、________、________和________ 。
(抗磁性、顺磁性、反铁磁性，铁磁性、亚铁磁性)6. 磁化曲线随晶轴方向的不同而有所差别，即磁性随晶轴方向显示各向异性，这种现象称为________，它存在于所有铁磁性晶体中，在________中不存在。
(磁晶各向异性、非晶磁性材料)7. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为________ 和________ 。
(磁畴壁的位移运动、磁畴转动)8. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为________。
磁损耗包括三个方面________、________和________。
(磁损耗、涡流损耗、磁滞损耗、剩余损耗)9. 感生磁各向异性按产生的种类，主要有________、________、________、________。
(磁场或应力热处理感生磁各向异性、轧制感生磁各向异性、生长感生磁各向异性、交换各向异性)10. 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11. 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＝81 / 1612. 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13. 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（或六角晶系）14. 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15. 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________ 。
磁导率实部下降到________ 或磁导率虚部达到________ 时所对应的频率称为该材料的________ 。
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________ ，使用的工作频率也相应提高。
磁谱、一半、极大值、截止频率fr、越高16.一般来讲，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。
二、名词解释1.单位晶胞2.比温度系数3.失稳分解2 / 164.磁性织构5.固态相变6.叵姆合金7.氧参数8.铁磁共振线宽9.织构化（磁性织构、结晶织构）10.截止频率11.固态相变12.过饱和固溶体的脱溶13.金属间化合物3 / 1614.固溶体三、辩析题1、现有两种磁性材料：FeNi合金和LiFeCr尖晶石铁氧体，分别测得它们的M-T 曲线如下图所示，请问：（1）图中的（1）和（2）分别是属于哪一个材料？（2）它们有哪些不同之处？（3）图中的A、B、C分别是什么温度？（4）如在昼夜温差大的环境下使用，我们该选择哪一材料来开发磁性器件（假设不计成本）？若用于开发高频器件，我们应该选择哪种器件？四、问答题1 请阐述Si的加入对Fe-Si合金磁性的影响主要有哪些方面？①硅的加入可以降低磁滞损耗，提高磁导率；这主要是由于硅的加入使铁硅合金的磁晶各向异性常数、饱和磁致伸缩系数下降；4 / 16②饱和磁感应强度和居里温度均随含硅量的增加而下降；这主要是由于Si为非磁性离子。
2.铁氧体的合成与制备技术（氧化物法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法等）3.试从配方、材料要求与工艺、应用等方面比较高磁导率和功率Mn-Zn铁氧体？4.铁硅合金和铁镍合金在磁性和应用上各具有什么特点？5.影响稀土永磁材料磁稳定性的因素有哪些？要提高稳定性需采取哪些措施？6.简述Fe、Ni、Co的晶体结构（要求画出示意图）和磁性7.简述金属软磁材料磁化机制以及影响其起始磁导率的因素。
8.80%NiFe合金为什么要进行叵姆处理？而67%NiFe合金要进行磁场热处理？同时比较低Ni和高Ni合金的特点。
9.Si的加入对Fe-Si合金磁性的影响。
10.提高金属永磁材料稳定性可采用哪些措施。
5 / 1611.比较永磁材料AlNiCo系列、SmCo系列和NdFeB系列的矫顽力机理。
同时从成分、结构和工艺上说明如何保证获得高的永磁特性。
12.试从磁性来源、工艺、原料、磁特性、经济性等方面，比较金属软磁性和铁氧体软磁材料的特点。
且指出其优缺点。
13.固溶体的分类及影响固溶度的因素。
（10分）分类：① 按溶解度或溶质原子在溶剂晶体中的位置来分类：置换型固溶体（1分）；填隙型固溶体（1分）；缺位型固溶体（1分）；② 按照溶解度：无限固溶体（1分）；有限固溶体（1分）。
影响溶质原子在溶剂晶格中的溶解度的因素：① 结构因素（1分）② 离子大小因素（1分）③ 电负性（1分）④ 温度（1分）⑤ 离子电价的影响（1分）五、计算分析题（20分，每题10分）已知一种Ni-Zn铁氧体软磁材料，其配方为：Fe2O3=50mol%，NiO=25mol%，CoO=5mol%，ZnO= 20mol%。
请计算及分析：①制备10Kg材料需各种原料分别为多少？② 写出该材料的化学分子式与占位结构分布式；③说明Co2+含量变化对其截止频率有何影响？注：分子量：Fe2O3=159.7, NiO=74.7 CoO=75, ZnO=81.4①W总=0.5 ×159.7+0.25 ×74.7+0.05×75+0.2×81.4=(g)制备1Kg材料需Fe2O3为:1×(0.5 ×159.7/)= (Kg);需NiO为:1×(0.25×74.7/)= (Kg);需CoO为:1×(0.05×75/)= (Kg);需ZnO为:1×(0.2×81.4/)=(Kg);6 / 16②设化学式为：ZnαNiβCoγFeδO4则α＋β＋γ＋δ=3 （1）α：β：γ：δ=20：25：5：100 （2）又设Fe 2+的含量为xα×2 +β×2 +γ×2 + x×2 +(δ-x)×3 =8 （3）联立（1）（2）（3）式，得α=；β=；γ=；δ= ；x=故该材料的化学式为：ZnNiCo1Fe2O4占位结构结构分布式为：（Zn 2+Fe 3+）[Ni 2+Co 2+ Fe 3+）O 2-4 Co2+含量增加有利于提高Ni-Zn铁氧体截止频率。
7 / 168 / 16往期考题节选填空题：1、品质因数是反映软磁材料在交变磁化时能量的________和________的性能。
2、铁氧体材料按其晶体结构分为________、________ 和________ 铁氧体。
3. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为 。
磁损耗包括三个方面 、 和 。
4. 永磁材料的一个重要的性能指标为 ，其单位为MGOe 。
5. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为 畴壁位移 和 磁畴转动 。
6. 从永磁材料和其它磁性材料的性能指标最主要的区别来看，主要是永磁材料具有较高的矫顽力，它是获得永磁特性的主要原因。
因此，人们常依据造成高矫顽力的机理来划分永磁材料，主要有________、________、________和____7. 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__最大值___ 时所对应的频率称为该材料的__自然共振频率______8.9.10.9 / 16辨析题1. 磁晶各向异性常数K 1为磁性材料的内禀磁特性，只与材料的成分有关。
故对Fe-Ni 合金，只要其成分相同，其K 1值都相同。
请判断上面说法的对错，同时说明原因。
2. T c , M s , M r , H c 和 等均为磁性材料的内禀磁特性。
问答题1.氧参数（3分）2.饱和磁化强度（3分）3、请简述晶粒大小对常规磁性材料和纳米晶磁性材料性能的影响，并说明为什么。
（6分）10 / 16 4、下图为一种软磁材料的磁化曲线和磁滞回线（M-H ），请在图中分别标出M s 、M r ,、H c 和起始磁导率μi ，并指出哪些是内禀磁参数？同时说明磁性材料的磁化机制。
5、如何提高永磁材料的Hc ？（7分）6、请问下列材料中，哪些是硬磁材料，哪些是软磁材料。
区分它们的主要磁性能参数是什么？。
(1) SrFe12O19； (2) Supermalloy; (3) Sm2Co17； (4) Fe-Si ； (5) FINEMENT;(6) NiZn 尖晶石铁氧体； (7) AlNiCo ；(8) α-Fe ；(9) NdFeB ； (10) 非晶FeSiB 合金；7. 金属间化合物答：金属与金属、或金属与非金属之间常按一定比例和一定顺序，共同组成一个新的、不同于其任一组元的新点阵的化合物，这类化合物统称为金属间化合物。
MH8.磁相变答：磁性有序结构向有序结构转变（如反铁磁与铁磁结构之间的转变）（1.5 分）或磁性无序结构与有序结构间的转变过程（1.5 分），称为磁相变。
9、下图为MnZn、NiZn铁氧体的Ms（T）曲线，试说明：①影响Ms的因素有哪些？（3分）②请说明不同Zn含量（x）对MnZn、NiZn铁氧体居里温度的影响，若将其与金属型磁性材料（如SmCo5合金）相比，请说明铁氧体材料与金属型磁性材料在磁性能上的差异之处。
（7分）（a）Mn1-x ZnxFe2O4（b）Ni1-xZnxFe2O4答：（1）由图可知，影响Ms的因素有材料的成分、环境温度。
（3 分）（2）由图（a）可知，随着Zn含量的增加，MnZn铁氧体的居里温度下降，而饱和Ms的数值在增加；类似地，NiZn铁氧体有着同样的规律。