磁性材料基本特性测量二
磁性材料的测量
二、用冲击电流计测量磁性材料直流磁特性
用冲击电流计测量磁特性步骤
第一步：测定冲击电流计的磁通冲击常数 Cq R
图中先将开关 s1投 向右边，由电流表测出 通过互感的电流值，记 下冲击电流计测出的最 大偏转角。
1 m M T I Cq R
若式中M 为已知， 可从上式求得 Cq R 值。
用冲击电流计测量磁特性步骤
N1 I1 πD Cq R B N2S H
用冲击电流计测量磁特性步骤
第四步： 测定磁滞回线 由于磁滞回线是对称的，所以只要测出磁滞 曲线的一个半边，另一个半边就可以按对称原 则画出。测量时激磁电流可以从最大值开始， 然后逐渐调小，直至等零。然后再从零向负向 最大值调节，至负最大值为止。之间可以取若 干点。测量顺序如下式。
交变磁场下的功率损耗，可用功率表测量，图中测 出的功率等于试样铁损耗加上功率表和电压表的损耗。 由于功率表的电压圈接在二次侧，所以功率表所测的 值已经不包括绕组的铜损耗。
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测量最大磁场强度必须测出通过样品绕组的最大电 流，由于电流不是正弦波，磁化电流最大值要用一个 互感线圈测量。
从互感线圈二次绕组感 应电压的平均值 U CP1 求出磁化电流最大值 I m 。 4 fMI m U CP1 然后再从I m 值求出H m 值。 Hm U CP1 N1 4 fMl
四、测量交变磁场下的功率损耗
第二步:退磁
将开关S1投向左边， 将S2反复改变投向 ， 并不断加大 R1， 使电流逐渐减少 ，直至为零时 ， 材料就被退磁 。
第三步：测量基本磁化曲线 从最大磁感应强度的较小的值开始，依次改变磁化电 流，将每次磁化电流值代入安培环路定律的公式，求出 磁场强度H，再用冲击电流计测出磁感应强度B，根据每 次对应的H、B。即可画出基本磁化曲线。
磁性材料性能测试实验报告(完整版)
实验报告一．实验名称：磁性材料性能测试实验二．实验原理简述如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z 轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z 轴平行）将产生感应电压：()km ft fCmA ==ππν2sin 2g ，其中，C 为耦合常数，取决于线圈的结构，m 为样品的磁矩，A 为振幅，f 为振动频率。
原则上，可以通过计算确定出v g 和m 之间的关系k ，从而由测量的电压得到样品的磁矩。
但这种计算很复杂，几乎是不可能进行的。
实际上是通过实验的方法确定比例系数k ，即通过测量已知磁矩为m 的样品的电压v g ，得到m v g=k ，这一过程称为定标。
定标过程中标样的具体参数（磁矩、体积、形状和位置等）越接近待测样品的情况，定标越准确。
VSM 测量采用开路方法，样品放置的位置对测量的灵敏度有影响。
假设线圈和样品按图1放置，沿x 方向离开中心位置，感应信号变大；沿y 和z 方向离开中心位置，感应信号变小。
中心位置是x 方向的极小值和y 、z 方向的极大值，是对位置最不敏感的区域，称为鞍点。
测量时，样品应放置在鞍点，这样可以使样品具有有限体积而引起的误差最小。
基本的VSM 由磁体及电源、振动头及驱动电源、探测线圈、锁相放大器和测量磁场用的霍耳磁强计等几部分组成，在此基础上还可以增加高温和低温系统，实现变温测量。
振动头用来使样品产生微小振动，振动频率应尽量避开50Hz 及其整数倍，以避免产生干扰。
为了使振动稳定，还要采取稳幅措施。
驱动方式有机械驱动、电磁驱动和静电驱动几种。
磁体有超导磁体、电磁铁和亥姆赫兹线圈等几种。
前两种能产生很强的磁场，用来测量高矫顽力的永磁材料。
亥姆赫兹线圈产生的磁场很小，但磁场的灵敏度很高，适于测量软磁材料。
磁矩m的测量由探测线圈和锁相放大器组成，锁相放大器有很高的放大倍数，保证了VSM有较高的灵敏度。
磁场的测量采用霍耳磁强计。
将m和H信号送给计算机，由计算机进行数据的处理，并对测量过程进行自动化控制。
中班儿童科学教案：探究磁性材料的特性
中班儿童科学教案：探究磁性材料的特性探究磁性材料的特性一、教材分析本教案通过磁性材料的实验，旨在让中班儿童对磁性材料的特性有一个初步认识，激发儿童对科学探究的兴趣和好奇心，同时培养儿童的观察力、思维力等。
根据中班儿童的特点，我们应采用生动形象的方式进行讲解，积极引导儿童思考和互动。
二、教学目标1.了解磁性材料的特性。
2.培养儿童观察力和思维力。
3.激发儿童对科学探究的兴趣。
三、教学过程（一）导入环节教师用生动形象的图片或实物引入，引导儿童探究磁性材料的特性：“大家看看这是什么？”（出示磁铁）。
“有没有人见过这个东西？”“这是磁铁，普通的铁是没有吸力的，而磁铁却可以吸住它，是不是很神奇呢？”随后，教师可以引导儿童自己去尝试，让他们过程中有所发现，同时也有趣味性和探究性。
（二）实验环节1.实验一：不同材料的吸附实验教师将磁铁放在桌子上，供儿童自由选择各种不同的材料，如铜、铁、木块、纸张、铝箔等，让他们一个一个来试着去吸住磁铁，看看能否吸上去。
并引导儿童思考：为什么铜、铁块等可以吸跑磁铁？而木块、纸张、铝箔等则不行？2.实验二：查找隐藏材料将一些材料放在盒子里，如纸张、石头、木棍、铁、铝箔、硬币等，其中有一个隐藏了一个磁铁。
教师让儿童动手摸索，找出隐藏的磁铁，了解磁铁的特殊性。
3.实验三：磁铁与磁铁之间总是相互吸引教师让儿童拿两个磁铁在空中自由移动，让他们观察磁铁之间的相对位置和磁极的特殊特性。
同时，让儿童感知磁力的强度与磁极朝向的重要性。
（三）总结环节教师引导儿童思考：从今天的实验中，我们了解了什么？（指出磁铁特性、不同材料的吸附实验、隐藏磁铁的查找、磁铁与磁铁之间总是相互吸引）为什么会这样？（讲解原理）我们为什么要学习这个呢？如何运用这些知识呢？四、教学反思通过这节磁性材料实验，中班儿童不仅掌握了磁性材料的特性，而且积极参与实验，感受到了科学探究的乐趣，培养了儿童的观察力、思维力和动手能力。
而且，通过探究实验，儿童逐渐认识到探索知识、理解世界的重要性，进一步激发了他们学习科学的兴趣和好奇心。
磁性材料的基本特性
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数∙饱和磁感应强度Bs: 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/Bs；∙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m: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；∙初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp；∙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；∙损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r；∙在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换∙设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；∙合理确定磁芯的几何形状及尺寸；∙根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
材料:B H,m 磁芯(S,l):f～F 器件(N):U～I,LI ～H: H = IN/l 磁势F =ò Hdl=Hl Nf = ò UdtL～m:L＝AL N2 =4N2m SK /D′10-9 U ～B:U = Ndf/dt = kfNBS ′10-6二、常用软磁磁芯的特点及应用(一).粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
磁性材料的基本特性
磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H 足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：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∕Bs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。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
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。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mW）/表面积（cm2）3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。
器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
磁性材料的基本特性
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值M s，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsM r曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数∙饱和磁感应强度Bs: 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/Bs；∙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m: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；∙初始磁导率m i、最大磁导率m m、微分磁导率m d、振幅磁导率m a、有效磁导率m e、脉冲磁导率m p；∙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；∙损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r；∙在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换∙设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；∙合理确定磁芯的几何形状及尺寸；∙根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
科学实验教案：探索磁性材料的特性和应用
科学实验教案：探索磁性材料的特性和应用1. 引言1.1 概述本文旨在介绍一个科学实验教案，探索磁性材料的特性和应用。
磁性材料是一类具有吸引铁、镍等金属或其他物质的能力的材料。
对于学生来说，了解磁性材料的基本特性以及掌握相关应用是很重要的。
通过开展多种有趣的科学实验，学生可以亲身体验磁力的产生与变化规律，观察磁性材料对铁粉的吸引现象，并探索电流在磁场中受力情况与生成规律。
1.2 文章结构本文将按以下结构进行组织：首先，在第二部分中将介绍磁性材料的基本特性，包括磁性概念与原理、不同种类磁性材料以及磁场对磁性材料的影响和测量方法。
接下来，在第三部分中将重点讨论磁性材料在科学实验中的应用，包括研究磁力产生与变化规律、观察磁铁吸引铁粉现象解释以及探索电流在磁场中的受力情况与生成规律。
第四部分将提供科学实验设计和教学活动的具体安排，包括实验设备和材料清单、实验步骤和操作指导以及预期结果与讨论指导。
最后，在第五部分中，我们将对实验结果进行总结与分析，并从磁性材料特性及应用角度展开思考，并探讨科学实验教育的重要性和可持续发展性。
1.3 目的本文的目的是通过介绍一个科学实验教案，引发读者对于磁性材料特性及其应用的兴趣，并提供了一套完整的实践方案，帮助教师在教学中更好地引导学生进行有趣且富有启发性的科学实验。
这些实验旨在培养学生的观察力、思考能力和解决问题的能力，同时强调科学知识与现实生活之间的联系。
通过完成这些实验，学生可以深入了解磁性材料并增加他们对科学方法以及科学探索过程的理解。
2. 磁性材料的基本特性:2.1 磁性概念与原理:磁性是物质表现出吸引或排斥其他物质的能力。
磁性源于物质中微观磁偶极子的排列和相互作用。
磁偶极子由带电粒子（如原子和电子）的自旋和轨道运动产生。
磁性可分为三种类型：顺磁性、铁磁性和抗磁性。
顺磁性物质受外部磁场影响时产生弱的吸引力，而铁磁性物质则在外部磁场中形成强大的吸引力，抗磁性物质则被外部磁场所排斥。
磁性材料的基本特性
磁性材料的基本特性2007年07月05日星期四21:181. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：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∕Bs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。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
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。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ 降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mW）/表面积（cm2）3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。
器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
磁性材料的磁性测量与应用
磁性材料的磁性测量与应用磁性材料是一类在外磁场作用下表现出磁响应的材料。
磁性材料的研究广泛应用于电子信息、能源、材料科学、化学等领域。
在这些领域中，磁性测量是磁性材料研究的一个基本环节，对于磁性材料的性质研究和应用具有非常重要的作用。
一、磁性测量方法磁性材料的磁性测量是对材料磁性特性的定性或定量研究。
目前常见的磁性测量方法包括磁致伸缩、磁导率测量、磁滞回线和磁相图等。
不同的磁性测量方法适用于不同类型和应用领域的磁性材料。
磁致伸缩方法是一种通过外磁场对磁性材料产生的强度变化进行测量的方法。
这种方法可以测量材料的磁导率、磁化强度等磁性参数。
磁致伸缩技术被广泛应用于磁性材料的应用领域，如磁记忆、磁储存等。
磁导率测量是通过磁场对磁性材料的磁场强度的影响来测量材料磁性的方法。
磁导率测量可以得出材料的磁滞系数、磁导率等参数，可以广泛应用于磁场传感器、电感器等。
磁滞回线方法是通过对磁性材料在外磁场作用下磁化状态的测量，来分析和研究材料磁性的方法。
磁滞回线法可以反映材料的饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等参数，在电机、磁钢等领域应用广泛。
磁相图法是指通过不同温度下对磁性材料的磁特性进行绘制，并从图像中分析得出材料的磁特性的方法。
这种方法可以得出磁性材料的磁相结构和相互作用规律，为材料科学提供了重要的研究手段。
二、磁性材料的应用磁性材料是一类性能优异的材料，它在现代工业生产和各个领域中都有广泛的应用。
在电子信息领域，磁性材料的应用主要体现在磁性储存、磁性传感和微波材料等方面。
磁性材料的磁致伸缩特性可应用于精密控制器、磁吸盘和磁光存储器等，磁性材料还广泛应用于通信、移动通信和遥感等领域中。
在能源领域，磁性材料的应用主要体现在发电机、电机、电池和储能器等中。
磁性材料的高饱和磁化强度、磁导率和磁导率等特性可以提高发电机和电机的效率，应用于储能器和电容器等的能量转换和储存中也可以发挥重要作用。
在材料科学领域，磁性材料的应用主要体现在新型功能材料和高分子材料等方面。
11磁性材料基本特性的研究ok[1]
![11磁性材料基本特性的研究ok[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/b1a87bd9ad51f01dc281f1ca.png)
B = μ 0 ( H + M ) = ( χ m + 1 )μ 0 H = μ r μ 0 H = μH
（1）
式中，μ0 = 4π⋅10−7 H/m为真空磁导率，χm为磁化率，μ r = χm +1 = B/μ 0H为相对磁导率，是 一个无量纲的系数．μ = μ rμ0 为绝对磁导率．对于顺磁性介质，磁化率χm > 0，μ r 略大于 1； 对于抗磁性介质，χm < 0，一般χm的绝对值在 10-4～10-5之间，μ r 略小于 1；而铁磁性介质 的χm >> 1，所以，μ r >> 1．
（8）
ϕ1 + ϕ4 = ϕ2 + ϕ3
（9）
- 58 -
由此可见，交流电桥平衡时，除了阻抗大小满足（8）式外，阻抗的相角还要满足（9） 式，这是它和直流电桥的主要区别．
图 5 交流电桥的基本电路
图 6 RL 交流电桥
本实验采用如图 5 所示的RL交流电桥，在电桥中输入电源由信号发生器提供，在实验
矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬磁材料，矫顽力小的称为软磁材料．
3．用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线
图 4 用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线的电路图
图 4 为用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线的电路图．本实验研究的是闭合状的铁 磁圆环样品，铁磁样品平均磁路为L，励磁线圈的匝数为N1，若励磁电流为i1时，在样品内 根据安培环路定律，有
同磁化特点：随着H的增加，开始时B缓慢的增加，此时μ 较小；而后便随H的增加B急剧
增大，μ 也迅速增加；最后随H增加，B趋向于饱和，而此时的μ 值在到达最大值后又急剧
减小．图 1 表明了磁导率μ 是磁场H的函数．从图 2 中可看到，磁导率μ 还是温度的函数，
磁性材料的基本特性及分类参数
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：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∕Bs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。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
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。
损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mW）/表面积（cm2）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。
器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
物理学中的磁性材料性质分析
物理学中的磁性材料性质分析磁性材料是指被磁场所影响并能够保持一定的磁性的材料。
磁性材料广泛应用于电子、电气、通信、医疗、信息技术、汽车、石油等许多领域。
在物理学中，磁性材料的性质分析是一项非常重要的工作，这不仅涉及到磁性材料的基本特性，还涉及到其在各个领域中的应用。
本文将介绍物理学中磁性材料的基本性质和分析方法。
一、磁性材料的分类磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料两类。
1. 软磁性材料：软磁性材料也被称为磁导材料，是具有高导磁性和低矫顽力的材料。
软磁性材料广泛应用于家电、电子产品、电机、变压器等领域。
常见的软磁性材料有铁素体、铁镍合金、铁碳合金等。
2. 硬磁性材料：硬磁性材料也被称为磁性钢或永磁材料，是具有高矫顽力和高磁能积的材料。
在电力工业、电子工业等领域中，硬磁性材料具有广泛的应用。
常见的硬磁性材料有钕铁硼、金属钴、磁铁矿等。
二、磁性材料的基本性质磁性材料具有磁导率、矫顽力、磁滞回线、饱和磁感应强度等基本性质。
1. 磁导率：磁导率是量化材料在磁场中受磁场影响程度的物理量。
磁导率越高，表明材料在相同的磁场作用下，自身产生的磁通量越高。
在软磁性材料中，高导磁性是非常重要的性质，可以有效地提高电机、变压器等设备的效率。
2. 矫顽力：矫顽力是描述磁性材料抵抗磁化逆转的能力的物理量。
材料的矫顽力越高，其在强磁场下的饱和磁化强度越大。
在硬磁性材料中，高矫顽力是非常重要的性质，可以使材料获得高磁化强度和高磁能积，从而广泛应用于制造永磁体。
3. 磁滞回线：磁滞回线是描述磁性材料在磁场作用下磁化状态随磁场变化的变化规律。
通常情况下，磁性材料在磁场作用下，其磁化状态不是每次都能够即刻达到稳定状态，需要经过一定的时间才能达到。
磁滞回线能够描述材料由未磁化状态到饱和状态的磁化过程。
4. 饱和磁感应强度：饱和磁感应强度是描述磁性材料提高磁场时达到一定磁场时，材料所达到的最大磁化强度。
饱和磁感应强度越大，表明材料所能达到的最大磁化强度越高。
磁性材料的性能和应用
磁性材料的性能和应用磁性材料是一类具有磁性质的材料，广泛应用于电子、信息、能源、医药等领域。
磁性材料的性能因其组织和结构的不同而差别很大。
以下将从磁性材料的基本性质、分类、性能和应用四个方面来探讨磁性材料的性能和应用。
一、磁性材料的基本性质磁性材料是一种物理性质，在外磁场下会产生磁矩，而磁矩的大小和方向取决于材料的组织与结构。
磁性材料的基本性质有三个：磁滞回程、磁饱和、磁导率。
1. 磁滞回程磁滞回程是指当外磁场的强度逐渐增大时，其磁化强度也逐渐增大，但磁场达到一定强度时，材料的磁矩已经指向一个方向，因而磁矩增长变缓。
当外磁场开始减小时，材料的磁矩也随之减小，但磁场达到某一程度时，其磁矩并没有完全消失，只是改变方向。
这种依磁场强度变化的磁化特性称为磁滞回程。
2. 磁饱和磁饱和是指在某个外磁场下，材料磁化强度达到最大值，同时材料的磁导率也达到最大值。
此时磁化强度无法再随磁场强度增大而增大，称为磁饱和。
3. 磁导率磁导率是指在单位长度和单位磁场强度下，磁通量密度的变化量。
与电导率类似，单位为亨利/米。
二、磁性材料的分类磁性材料按磁悬的方向可分为沿着晶体轴向的单晶磁材料和沿着磁畴轴向的磁畴磁材料。
单晶磁材料是指晶体中存在着明显的磁畴并且沿着磁畴轴向呈单结构分布的材料。
磁畴磁材料是指晶体中存在着明显的磁畴并且沿着磁畴轴向呈多结构分布的材料。
单晶磁材料用于小型电动工具、制动器、声音电子元件、环路变压器、机械传动器、套管等方面。
磁畴磁材料用于高速电动机、高分辨率电磁开关、高强度电动工具、行星绕组等方面。
三、磁性材料的性能磁性材料的性能是指在不同的条件下，材料所表现出来的特殊物理性质，主要包括磁导率、磁饱和、剩磁、矫顽力、居里温度、热稳定性和加工性能等。
1. 磁导率磁导率是指在单位长度和单位磁场强度下，磁通量密度的变化量。
越大表示磁能的存储能力越大。
2. 磁饱和磁饱和是指在某个外磁场下，材料磁化强度达到最大值，同时材料的磁导率也达到最大值。
磁性材料的基本特性
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数∙饱和磁感应强度Bs: 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/Bs；∙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m: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；∙初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp；∙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；∙损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r；∙在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米）3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换∙合理确定磁芯的几何形状及尺寸；∙根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
材料:B H,m 磁芯(S,l):f～F 器件(N):U～I,LI ～H: H = IN/l 磁势F =ò Hdl=Hl Nf = ò UdtL～m:L＝AL N2 =4N2m SK /D′10-9 U ～B:U = Ndf/dt = kfNBS ′10-6二、常用软磁磁芯的特点及应用(一).粉芯类1.磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
磁性材料的基本特性和操控方法
磁性材料的基本特性和操控方法磁性材料是一类具有磁性的材料，一般包括铁、钴、镍和合金等。
这些材料独特的磁性特性使得它们在现代工业、医学和物理学等领域中具有广泛的应用。
磁性材料的基本特性磁性材料通常具有以下基本特性：1. 磁化强度：磁性材料具有常磁性和软磁性两种基本磁性类型，常磁性强度高，软磁性强度相对较低。
2. 矫顽力：指一个材料磁化时需要施加的外加电场强度。
矫顽力越大，磁化过程中对应的电场强度就越高，材料的磁化难度就越大。
3. 磁滞回线：当外加磁场从零逐渐增加时，磁性材料的磁化强度不同程度地随之发生变化。
而当外加磁场逐渐减小到零时，磁性材料的磁化也会发生变化。
这种磁化强度与外加磁场大小之间的关系即为磁滞回线。
4. 磁导率：指磁性材料所具有的导磁性质，其大小决定了材料磁化后的磁感应强度。
操控磁性材料的方法磁性材料的特性决定了磁场对其产生的影响，因此我们也可以通过操控磁场来操控磁性材料。
1. 磁场控制法：通过外加电流，产生强磁场，来对磁性材料进行操控。
这种方法可以在实验室和生产线上广泛应用。
2. 磁性体控制法：通过改变磁性体与磁场的相互作用来操控磁性材料。
一种常见的磁性体控制方法是利用磁性线圈产生磁场并通过电流进行控制。
3. 磁场成像法：这种方法通过利用磁性探针，观察磁场对磁性材料的影响，来进行精确的操控。
这种方法能够显示特定形状的磁场，并且使得对磁性材料的操控更加准确和灵活。
总之，磁性材料的基本特性和操控方法是磁性材料研究中的重要内容。
通过对磁性材料特性和操控方法的深入探索，未来可以开发更加先进的磁性材料，并在现代科技、医学和物理学等领域实现更多应用。
材料磁学性能及其测量
磁学测量等。
1.1 材料的磁化现象及磁学基本量
磁场：由运动电荷（或电流）产生的在空间连续分布的一种物质。 宏观性能：在场内运动的电荷会受到作用力。
任何有限尺寸的物体处于磁场中，都会使它所占用的空间的磁场发生变化，
能量各向异性的特征称为形状各向异性。
退磁场对样品的磁性能的影响是明显的：
有退磁场时磁化曲线是倾斜的。
所以性能表给出的磁导率数值都是针对有效磁场的数值，材料性能的实际 测量中必须尽量克服退磁场的影响。
各种不同单位的换算
磁学量的单位目前常用的是国际单位制(SI)和高斯单位制(CGS）。
磁矩：
在高斯单位制中0=1G/Oe，则磁偶极矩与磁矩无差别，统称
到高频和微波领域。非晶合金磁性的发展，开拓了优质软磁材料的领域。 近20年来，磁记录材料和磁光记录材料正在迅猛发展。在多层膜中发现
巨磁电阻以来，自旋相关导电材料及其器件不断出现，有机铁磁体、
C60化合物铁磁体及室温铁磁体的发现预示了磁性与磁性材料的发展前 景。
本章主要介绍材料的磁化现象及磁学基本量，铁磁性和亚铁磁性物
方向：-m指向+m 单位Wb.m
用环形电流描述磁偶极子：
A m2 磁矩： m iA jm 0 m
0 4 107 H .m 1
电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必然有一个磁矩（轨道磁 矩），自旋也会产生磁矩（自旋磁矩），自旋磁矩是基本粒子的固有磁 矩。
当物体受外加磁场的作用被磁化后，便会表现出一定的磁性。实际上， 物体的磁化并不改变原子固有磁矩的大小，而是改变了它们的取向。
二维磁性材料
二维磁性材料二维磁性材料是指具有二维结构的材料，同时具有磁性的特性。
在过去的几十年里，研究人员对二维磁性材料进行了广泛的研究，这些材料在纳米电子学、磁性存储和磁性传感器等领域具有重要的应用前景。
本文将介绍二维磁性材料的基本特性、制备方法以及其在各个领域的应用前景。
首先，二维磁性材料具有独特的结构和性质。
与传统的三维材料相比，二维磁性材料具有更大的比表面积和较强的表面效应，这使得它们在磁性、电子输运和热输运等方面表现出与传统材料不同的特性。
此外，二维磁性材料还具有可调控的磁性和自旋输运特性，这为其在纳米电子学和磁性存储领域的应用提供了可能。
其次，制备二维磁性材料的方法多种多样。
目前，常见的制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法、溶液剥离法等。
其中，机械剥离法是一种常用的制备方法，通过机械剥离可以获得单层或多层的二维磁性材料。
化学气相沉积法则是通过在适当的基底上沉积原子层厚度的材料来制备二维磁性材料。
此外，溶液剥离法也是一种常用的制备方法，通过在溶液中剥离材料可以获得单层的二维磁性材料。
这些方法为研究人员提供了多种选择，以满足不同应用领域对二维磁性材料的需求。
最后，二维磁性材料在各个领域都具有重要的应用前景。
在纳米电子学领域，二维磁性材料可以作为新型的自旋输运材料，用于制备自旋场效应晶体管和自旋电子器件。
在磁性存储领域，二维磁性材料可以作为新型的磁性记录介质，用于制备高密度、高速度的磁性存储器件。
在磁性传感器领域，二维磁性材料可以作为新型的磁敏材料，用于制备高灵敏度、高稳定性的磁性传感器。
因此，二维磁性材料在各个领域都具有广阔的应用前景，将为相关领域的发展带来新的机遇和挑战。
综上所述，二维磁性材料具有独特的结构和性质，制备方法多种多样，并且在纳米电子学、磁性存储和磁性传感器等领域具有重要的应用前景。
随着研究的不断深入，相信二维磁性材料将会在未来发展中发挥越来越重要的作用，为人类社会带来更多的科技进步和创新。
铁磁材料基本特性的测量与研究
课题四铁磁材料基本特性的测量与研究一、课题意义磁性材料在电力、通讯、电子仪器、汽车、计算机和信息存储等领域有着十分广泛的应用．磁滞回线和居里温度是表征磁性材料的两个基本特性．磁滞回线反映磁性材料在外磁场中的磁化特性，而居里温度则是磁性材料由铁磁性转变为顺磁性的相变温度．本实验通过对软磁铁氧体材料居里温度及动态磁滞回线的测量，加深对这一磁性材料基本特性的理解．二、参考文献及资料【1】自编. 普通物理电磁学实验讲义（内部用）.【2】张兆奎.大学物理实验（第二版）.高等教育出版社.【3】马文蔚.物理学教程.高等教育出版社.【4】网选资料(自选).三、提供仪器及材料仪器：数字万用表1块，铂电阻数字温度计1块，加热装置1套，实验接线板，功率函数信号发生器1台，双踪示波器1台等．材料：实验配件（包括精密电阻、磁性材料样品、短接桥、电容器、电阻、电位器、环型磁性材料样品线圈等）；导线若干。
四、开题报告及问题学生作此课题时，要先查阅文献资料，对以下问题有初步了解，写出简要开题报告交教师审阅合格后，才能做此课题。
1、什么是四臂阻抗电桥？如何用交流电桥测量居里温度？2、测量铁磁物质的基本磁化曲线和磁滞回线各有什么意义？3、如何用示波器测量动态磁化曲线和磁滞回线？4．通过实验后，能否说明在测量基本磁化曲线和磁滞回线必须先退磁的原因？5、简述研究此课题各子课题的设计方案。
五、课题的内容及要求根据所给仪器及器件，要求设计实验方案和装置研究测量软磁铁磁性材料基本特性的实验。
1、测量软磁铁材料动态磁滞回线。
2、测量软磁铁氧体材料居里温度。
3、讨论磁性材料的基本特性和一些应用。
六、结题报告及论文1、写明本课题的研究意义及目的。
2、阐述本课题的研究原理。
3、记录研究全过程的步骤及观察的现象。
4、列表处理数据，对结果进行分析研究。
5、介绍磁性材料在科研中的用途。
6、谈谈对本课题研究的体会及收获。
7、在本课题研究中你是否有创新的见解和方案。
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（3）记录下示波器x、y轴的单位量，测出饱 和点、剩磁点、去磁点应测的各物理量。
（饱4）和求磁出感剩应余强磁度感BS应和强磁度场B强r，度为H矫S。顽HC，
实验数据
f
R2
R1 UBS UHS UBr UHC U-BS U-HS U-Br U-HC
(kH) (kΩ) (Ω) (V) (mv) (V) (m v) (V)度和磁感应 强度，而是通过测量相关的电压，再经过 关系式计算相应的磁场强度和磁感应强度。
思考题
1.如何正确调试磁滞回线?关键步骤是哪些? 2.通过实验,磁化过程中磁性材料的磁感应强
HS时，B值几乎不再增加，
磁化趋于饱和．如使得H
A'
减少，B将不再沿着原路返
回，而是沿另一条曲线
AC'A'下降，当H从-HS增
加时，B将沿着A'CA曲线
到达A形成一闭合曲线．
C
0
Hc
Hs
H
-Br -Bs
其中当H = 0时，|B| = Br，B r称为剩 余磁感应强度。要使得Br为零，就必
须加一反向磁场，当反向磁场强度增 加到H = -HC时，磁感应强度B为零， 达到退磁，HC称为矫顽力。各种铁磁 材料有不同的磁滞回线，主要区别在
度B是否随外部磁场H增大而增大?为什么?
于矫顽力的大小，矫顽力大的称为硬 磁材料，矫顽力小的称为软磁材料。
实验原理
1.实验电路图
2.二个重要关系式
▪ X端电压输出：
UX
UR1
R1i1
R1L H N1
▪
Y端电压输出
Uy UC
N2S R2C
B
实验设备参数说明
N1、N2表示线圈的匝数：N1=N2=100
S表示样品的截面积 ：S=16. 48mm2
L表示平均磁路：L=44.08mm 电容C的容量：4.7μF 电阻R2的阻值用万用表测量
实验仪器
▪ 数字万用表 ▪ 实验接线板 ▪ 功率函数信号发
生器 ▪ 双踪示波器 ▪ 实验配件：磁性
材料及线圈、电 阻各可变电阻、 电容及若干导线
实验内容
（1）按图6自连电路，在示波器上调节出饱 和的磁化曲线和磁滞回线；
基本知识
▪ 1．磁滞性质 铁磁材料除了具有高的磁导率外，另
一重要的特性是磁滞现象．当铁磁材料磁 化时，磁感应强度B不仅与当时的磁场强度 H有关，而且与磁化的历史有关。
2.磁化曲线
B
Bs
A
Br
曲线OA表示铁磁材料从没 有磁性开始磁化，B随H的
-Hs
C' -Hc
增加而增加，称为磁化曲
线．当H值到达某一个值
实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 实验数据 预习题
思考题
实验简介
▪ 磁性材料在外加磁场H 作用下，必有相应 的磁感应强度B，B随磁场强度H 的变化曲 线称为磁化曲线。通过实验理解磁性材料 的磁化特点，加深认识磁性材料的特性。
实验目的
1.利用示波器观察并测量磁化曲线与磁滞回 线
2.测出剩磁Br、饱和磁感应强度BH、矫顽力 HC及达到饱和时磁场强度大小HS。