铁磁材料(一)
铁磁材料的磁化与磁化曲线
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虽然利用铁磁材料可以使磁通约束在铁 心范围内,但由于制造和结构上的原因,磁 路中常会含有空气隙,使极少数磁力线扩散 出去造成所谓的边缘效应,如图8-9所示。 另外,还会有少量磁力线不经过铁心而经过 空气形成磁回路,这种磁通称为漏磁通。漏 磁通相对主磁通来说,所占比例很小,所以 一般可忽略不计。
如果把铁磁材料置入外磁场中,这时大多数磁畴都会趋 向与外磁场的方向规则的排列,因而在铁磁材料内部形 成了很强的与外磁场同方向的附加磁场,从而大大地增 强了磁感应强度,即铁磁材料被磁化了,如图8-1b所示。 当外加磁场进一步加强,所有磁畴的方向都几乎转向外 加磁场方向,这时附加磁场不再加强,这种现象叫做磁 饱和,如图8-1c所示。
第二节 磁路与此路定律
一、磁路
在电机,变压器及其它各种电磁器件中,常 用铁磁材料做成一定形状的铁心。其目的一是用 较小的励磁电流能够产生足够大的磁通;二是将 磁通限定在一定的范围之内。如图8-7所示。
在图8-7b中,磁感应线几乎都是沿着铁心形 成闭合回路。因此这种由铁磁材料构成的,让磁 通集中通过的闭合路径叫磁路。
(二) 磁化曲线
不同种类的铁磁性物质,其磁化性能是不同的。工 程上常用磁化曲线表示各种铁磁性物质的磁化特性。 磁化曲线是铁磁性物质的磁感应强B与外磁场的磁
场强度H之间的关系曲线,所以又 B H叫曲线。
铁磁物质的磁化曲线可用试验测定。测量铁磁物质 磁化曲线的装置如图8-2所示。
1.起始磁化曲线
4、基本磁化曲线
对同一铁磁材料,取不同的Hm反复磁化, 将得到一系列磁滞回线,如图8-4b所示。 各磁滞回线的顶点联成的曲线 ON称为基本 磁化曲线,简称磁化曲线。工程上常用基 本磁化曲线进行磁路计算。
二、铁磁材料的磁性能
磁铁的材质及性能
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磁铁的材质及性能一、磁铁的种类磁铁的种类很多,一般分为永磁和软磁两大类,我们所说的磁铁,一般都是指永磁磁铁,永磁磁铁又分二大分类:第一大类是:金属合金磁铁包括钕铁硼磁铁(Nd2Fe14B)、钐钴磁铁(SmCo)、铝镍钴磁铁(ALNiCO)第二大类是:铁氧体永磁材料(Ferrite)1、钕铁硼磁铁:它是目前发现商品化性能最高的磁铁,被人们称为磁王,拥有极高的磁性能,其最大磁能积(BHmax)高过铁氧体(Ferrite)10倍以上。
其本身的机械加工性能亦相当之好,工作温度最高可达200摄氏度。
而且其质地坚硬,性能稳定,有很好的性价比,故其应用极其广泛。
但因为其化学活性很强,所以必须对其表面凃层处理。
(如镀Zn,Ni,电泳、钝化等)。
2. 铁氧体磁铁:它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。
通过陶瓷工艺法制造而成,质地比较硬,属脆性材料,由于铁氧体磁铁有很好的耐温性、价格低廉、性能适中,已成为应用最为广泛的永磁体。
3. 铝镍钴磁铁:是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。
铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状,可加工性很好。
铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。
铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。
4、钐钴磁铁(SmCo):依据成份的不同分为SmCo5和Sm2Co17。
由于其材料价格昂贵而使其发展受到限制。
钐钴(SmCo)作为稀土永磁铁,不但有着较高的磁能积(14-28MGOe)、可靠的矫顽力和良好的温度特性。
与钕铁硼磁铁相比,钐钴磁铁更适合工作在高温环境中。
二、磁铁使用注意事项下面是关于磁铁的使用注意事项,在使用磁铁产品之前请您务必先行阅读。
1.磁铁在使用过程中应确保工作场所洁净,以免铁屑等细小杂质吸附在磁铁表面影响产品的正常使用。
2.钕铁硼磁铁适宜存放在通风干燥的室内,酸性、碱性、有机溶剂、水中、高温潮湿的环境容易使磁体产生锈蚀,镀层脱落磁体粉化退磁。
1简述铁磁材料的磁化过程
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1简述铁磁材料的磁化过程铁磁材料是一类能够在外磁场作用下具有明显磁性的材料,具有较高的磁导率和易磁化的特点。
其磁化过程包括磁矩的定向、自发磁化以及磁饱和等几个阶段。
首先,在无外磁场的情况下,铁磁材料内部的各个原子或离子具有随机的磁矩方向,即处于无序状态。
当外磁场作用于铁磁材料时,磁场将导致材料内部磁矩排列发生定向。
其次,在外磁场作用下,铁磁材料中的磁矩趋向于与外磁场方向一致。
这是因为,外磁场使得磁矩所受到的力矩倾向于将磁矩与外磁场保持平行或反平行的方向。
随着外磁场的增大,越来越多的磁矩将定向于与外磁场方向一致,直到达到一定的磁场强度,即磁饱和。
然而,即使在无外磁场的情况下,铁磁材料仍然表现出自发的磁化行为。
这是因为铁磁材料内部存在着相邻磁矩之间的相互作用。
在无外磁场中,这种相互作用将导致磁矩自发地定向于同一方向,并形成磁畴结构。
磁畴是由一组具有相同磁矩方向的原子或离子组成的区域,磁畴的大小和数量随着材料的性质而有所变化。
当外磁场作用于铁磁材料时,磁畴结构将受到扭曲或破坏,从而引发磁矩的定向变化。
在外磁场强度增大的情况下,磁畴将逐渐减小并最终消失,所有的磁矩将定向于外磁场方向。
这时,铁磁材料达到了磁饱和状态。
总体来说,铁磁材料的磁化过程可以分为磁矩定向、自发磁化和磁饱和三个阶段。
其中,磁矩定向是在外磁场作用下,铁磁材料中的磁矩趋向于与外磁场方向一致;自发磁化是在无外磁场的情况下,铁磁材料内部的磁矩自发地定向于同一方向并形成磁畴结构;而磁饱和则是指铁磁材料中的所有磁矩都定向于外磁场方向,无法进一步增加磁化强度的状态。
这一过程在铁磁材料的性质调控和应用中具有重要的意义。
铁磁性基础知识
![铁磁性基础知识](https://img.taocdn.com/s3/m/5ea8975db207e87101f69e3143323968011cf4f0.png)
铁磁性基础知识铁磁性基础知识2010-12-26 10:06铁磁性Ferromagnetism铁、钴、镍及一些稀土元素存在独特的磁性现象称为铁磁性,这个名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最常见也是最典型的。
钐(Samarium),钕(neodymium)与钴的合金常被用来制造强磁铁。
铁磁性材料存在长程序,即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。
因此,在磁畴内磁性是非常强的,但材料整体可能并不体现出强磁性,因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。
如果我们外加一个微小磁场,比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致,这时我们说材料被磁化。
材料被磁化后,将得到很强的磁场,这就是电磁铁的物理原理。
剩磁:当外加磁场去掉后,材料仍会剩余一些磁场,或者说材料"记忆"了它们被磁化的历史。
这种现象叫作剩磁,所谓永磁体就是被磁化后,剩磁很大。
居里温度(Curie temperature):当温度很高时,由于无规则热运动的增强,磁性会消失,这个临界温度叫居里温度。
磁致伸缩(magnetostriction):如果我们考察铁磁材料在外加磁场下的机械响应,会发现在外加磁场方向,材料的长度会发生微小的改变,这种性质叫作磁致伸缩。
产生铁磁性条件:铁磁质的自发磁化:铁磁现象虽然发现很早,然而这些现象的本质原因和规律,还是在本世纪初才开始认识的。
1907年法国科学家外斯系统地提出了铁磁性假说,其主要内容有:铁磁物质内部存在很强的"分子场",在"分子场"的作用下,原子磁矩趋于同向平行排列,即自发磁化至饱和,称为自发磁化;铁磁体自发磁化分成若干个小区域(这种自发磁化至饱和的小区域称为磁畴),由于各个区域(磁畴)的磁化方向各不相同,其磁性彼此相互抵消,所以大块铁磁体对外不显示磁性。
外斯的假说取得了很大成功,实验证明了它的正确性,并在此基础上发展了现代的铁磁性理论。
铁磁材料实验报告
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铁磁材料实验报告引言铁磁材料是一类具有铁磁性质的物质,其中最常见的是铁、镍和钴。
铁磁性是指这类物质在外加磁场的作用下,会在其内部产生稳定的磁畴结构,并表现出明显的磁性行为。
本实验旨在研究铁磁材料的磁性质,并探索其磁化曲线和饱和磁化强度的测量方法。
实验仪器与材料1. 铁磁材料样品(铁、镍、钴)2. 恒定直流电源3. 高斯计4. 恒流电源5. 磁化曲线测量仪实验步骤1. 实验一:磁性质的初步观察利用恒定直流电源和高斯计,观察不同铁磁材料在外加磁场下的磁性质。
1. 将不同铁磁材料样品分别放置在高斯计的磁场测量区域。
2. 逐渐增加外加磁场,观察材料的磁化情况,并记录相应的磁场强度和磁感应强度。
2. 实验二:磁化曲线测量使用磁化曲线测量仪,测量铁磁材料的磁化曲线。
1. 将铁磁材料样品放置在磁化曲线测量仪的磁场测量区域。
2. 通过调节恒流电源,逐渐增大电流,从而改变外加磁场。
3. 记录不同电流下的磁感应强度,并绘制磁化曲线图。
实验结果与分析实验一:磁性质的初步观察实验中观察到不同铁磁材料在外加磁场下都显示出明显的磁性质。
其中,铁表现出最强的磁性,紧随其后的是镍和钴。
这符合铁磁材料的铁磁性质特点。
实验二:磁化曲线测量通过磁化曲线测量仪测得铁磁材料的磁化曲线数据,并绘制出相应的磁化曲线图。
根据实验数据可以得到以下结论:1. 随着外加磁场的增大,铁磁材料的磁感应强度也逐渐增大。
2. 当外加磁场达到一定值时,磁感应强度开始趋于饱和,进一步增加外加磁场对磁感应强度的影响较小。
3. 不同铁磁材料的磁化曲线略有差异,铁磁材料的饱和磁化强度也有所不同。
实验结论通过实验观察和数据分析,我们得出以下结论:1. 铁磁材料在外加磁场下表现出明显的磁性质。
2. 铁磁材料的磁化曲线随外加磁场的增大而增大,并在一定程度上趋于饱和。
3. 不同铁磁材料的磁性质和磁化曲线略有差异,其饱和磁化强度也不同。
实验改进与展望本实验是对铁磁材料磁性质的初步研究,未来可以进一步深入研究铁磁材料的磁化机制和不同磁场条件下的磁性行为。
第二节常用的铁磁材料及其特性
![第二节常用的铁磁材料及其特性](https://img.taocdn.com/s3/m/492d3c81d4bbfd0a79563c1ec5da50e2534dd17f.png)
第二节常用的铁磁材料及其特性常用的铁磁材料有:铁、钢和铁氧体等。
它们具有铁磁性,即在外加磁场作用下会发生磁化现象,且具有磁滞回线的特性。
铁是最常见的铁磁材料之一,其主要成分是铁元素。
铁的晶体结构为面心立方结构,其电子自旋排列的原因以及自旋向上和向下的不平衡导致了其铁磁性。
铁磁材料的磁性取决于晶体的晶粒大小、形状和组织状态等因素。
通常情况下,铁具有较高的磁导率,可以作为电感、电机、发电机等电磁设备中的磁心材料。
钢是铁磁材料中最重要的一种。
它是由铁和碳组成的合金,其中碳的含量通常在0.2%~2.1%之间。
钢的铁磁性主要取决于晶体结构、碳含量和加工工艺等因素。
钢具有高的磁导率、高磁强度和低的磁滞损耗,可以作为电机、变压器、电磁铁等电磁设备的核心材料。
铁氧体是一种由氧化铁(Fe3O4)组成的复合材料,它是一种陶瓷材料。
铁氧体的铁磁性主要是由其中的铁离子和氧离子之间的磁性耦合作用所导致的。
铁氧体具有良好的耐磁性、高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗,可以作为励磁线圈、磁记录和磁芯等应用于电子器件和通信设备中的磁性材料。
这些铁磁材料在应用中具有一些共同特性。
首先,它们都具有较高的饱和磁感应强度,即在外加磁场强度达到一定值后,材料的磁化强度将不再增加。
其次,它们都具有一定的磁滞回线特性,即在外加磁场强度发生变化时,材料的磁化强度也会随之变化,但在去磁场后,材料的磁化强度不会完全恢复到无磁场时的状态。
最后,这些材料都可以通过改变加工工艺或添加其他元素来调整其磁性能,以适应不同的应用需求。
总的来说,铁、钢和铁氧体等铁磁材料在电磁设备和通信设备中具有广泛的应用,它们的磁性能取决于材料的组织结构和物理性质。
随着科技的不断进步,铁磁材料的性能得到了不断提升,使得电磁设备和通信设备在功能上、性能上都得到了显著的提升。
铁磁性材料的性质及应用
![铁磁性材料的性质及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/4236afbe85868762caaedd3383c4bb4cf7ecb7d7.png)
铁磁性材料的性质及应用铁磁性材料是指在外磁场的作用下,能够发生磁畴重排,产生磁滞回线现象的材料,具有磁滞现象和磁畴结构。
常见的铁磁性材料有铁、钴、镍、铁氧体、钕铁硼等。
本文将从铁磁性材料的基本性质入手,探讨它们在磁学、电子学、通信和医疗等领域广泛的应用。
一、铁磁性材料的基本性质1. 磁滞现象铁磁性材料在外磁场的作用下,磁化强度呈线性增加,当磁场达到一定强度时,材料开始饱和磁化,此时再增加磁场强度,磁化强度并不增加,而是呈现出磁滞现象。
磁滞回线是指在逆转磁场时,磁化强度比正向磁场的磁化强度要小,构成了一个封闭的环形线,称作磁滞回线。
2. 磁畴结构铁磁性材料的微观结构一般由众多磁畴构成。
其中,每个磁畴代表着一定方向上的磁矩,相邻的磁畴方向可以相互垂直或平行。
在没有外磁场作用下,相邻磁畴的方向是随机存在的。
当外磁场作用于铁磁性材料时,磁畴会重新排列,使得外磁场的方向和磁畴中磁矩的方向尽量平行。
这种重新排列使得铁磁性材料能够表现出特殊的磁性质。
3. 电阻变化在外磁场的作用下,部分铁磁性材料的导电性会发生改变。
即在磁场的作用下,电阻率也会发生变化,这种现象被称为磁电阻效应。
这种性质使铁磁性材料在磁传感器和磁存储器等应用中得到广泛的应用。
二、铁磁性材料的应用1. 磁性材料在电子学中的应用铁磁性材料在电子学中应用广泛,如磁场感应器、磁头、薄膜电阻器、铁氧体材料等。
铁磁性材料的应用在磁传感器和磁存储器等领域很有前途。
比如在磁存储器中,铁磁性材料可以用于制造读写头,大幅度提高了存储容量。
铁磁性材料借助磁电阻效应还能被用于电子元器件的制造,如一些磁电阻存储器的芯片,能够大大提高存储容量和数据速率。
2. 磁性材料在通信中的应用磁性材料的应用不仅仅局限在电子学领域,它们也广泛应用于通信产业。
铁氧体材料在通信中的应用十分广泛,比如镍铁氧体材料可以用于生产微波器件、快速磁相移器等,而锰铁氧体材料可以用于生产载波通讯系统、防电磁波干扰器、天线等,是通信领域必不可少的材料。
铁磁性材料有哪些
![铁磁性材料有哪些](https://img.taocdn.com/s3/m/f0d5281476232f60ddccda38376baf1ffd4fe353.png)
铁磁性材料有哪些
铁磁性材料是一类在外加磁场作用下会产生显著磁化的材料。
它们通常具有高磁导率和低电阻率,并且在一定温度范围内会表现出磁性。
铁磁性材料在许多领域都有重要的应用,比如电子设备、磁记录和磁传感器等。
那么,铁磁性材料都有哪些呢?
首先,铁是最常见的铁磁性材料之一。
它在室温下是铁磁性的,具有很强的磁性。
铁被广泛用于制造电动机、变压器和磁性材料等。
其次,镍也是一种常见的铁磁性材料。
它在室温下也是铁磁性的,具有很高的磁导率和低的电阻率。
镍常用于制造磁芯、磁头和其他磁性元件。
除了铁和镍,钴也是一种重要的铁磁性材料。
它在室温下同样表现出铁磁性,并且具有很高的矫顽力和磁导率。
钴被广泛应用于制造永磁材料、磁性合金和磁性元件等。
除了这些常见的铁磁性材料,还有一些稀土元素和其化合物也表现出铁磁性。
比如钆、铽、镝等稀土元素,它们的化合物在低温下会表现出铁磁性,并且具有很高的磁矩和磁导率。
这些稀土铁磁性材料在高性能磁性材料领域有着重要的应用。
此外,铁磁性材料还包括一些合金材料,比如铁-铝合金、铁-硅合金等。
这些合金材料在特定成分和热处理条件下会表现出铁磁性,并且具有一些特殊的磁性特性,被广泛应用于电力工程、通讯设备和航空航天等领域。
总的来说,铁磁性材料种类繁多,具有广泛的应用前景。
它们在现代工业和科技领域发挥着重要作用,不断推动着人类社会的发展进步。
随着科学技术的不断进步,相信铁磁性材料的应用领域会越来越广泛,性能也会不断提升。
铁磁材料的特性
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铁磁材料的特性
首先,铁磁材料的磁化曲线是描述其磁化特性的重要参数之一。
磁化曲线可以
分为磁化过程和退磁过程两个部分。
在磁化过程中,铁磁材料在外加磁场的作用下,磁化强度随着外加磁场的增大而增大,直到达到饱和状态。
而在退磁过程中,铁磁材料在去除外加磁场的情况下,磁化强度并不完全回到零,而是有一定的残留磁化强度。
这种现象称为磁滞,是铁磁材料特有的特性之一。
其次,铁磁材料的饱和磁感应强度是衡量其磁化能力的重要参数。
饱和磁感应
强度是指在外加磁场作用下,铁磁材料磁化强度达到最大值时的磁感应强度。
不同类型的铁磁材料具有不同的饱和磁感应强度,这直接影响着其在实际应用中的性能表现。
通常情况下,饱和磁感应强度越大的铁磁材料,其磁化能力越强,适用于更高要求的应用场景。
此外,铁磁材料的磁导率也是其重要特性之一。
磁导率是描述材料在外加磁场
下磁化能力的物理量,它是磁感应强度与磁场强度的比值。
磁导率高的铁磁材料在外加磁场下会表现出更强的磁化能力,对于电磁器件的性能有着重要的影响。
因此,磁导率是评价铁磁材料性能优劣的重要指标之一。
总的来说,铁磁材料具有特殊的磁化特性,其磁化曲线、饱和磁感应强度和磁
导率等特性参数直接影响着其在电磁器件中的应用性能。
在实际应用中,我们需要根据具体的场景和要求选择合适的铁磁材料,以发挥其最佳的性能。
随着科学技术的不断发展,铁磁材料的研究和应用将会更加广泛和深入,为各行各业带来更多的创新和发展。
铁磁材料的特点
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铁磁材料的特点铁磁材料是一类具有特殊磁性的材料,具有以下特点:一、强磁性铁磁材料具有极强的磁性,能够吸引铁、镍等物质。
这是因为铁磁材料内部存在着许多小的磁区(也称为磁畴),这些磁区中的自旋方向相同,形成了一个宏观上表现出来的强磁场。
二、可逆饱和磁化强度高铁磁材料在外加一定大小的磁场时,其内部的小磁区会重新排列,使得整个材料的总磁化强度增加。
当外加的磁场达到一定大小时,铁磁材料会进入饱和状态。
而且,在去除外界磁场后,铁磁材料能够恢复到原来没有受到外界影响前的状态。
三、剩余饱和感应强度大剩余饱和感应强度是指在去除外界作用后,仍然存在于铁磁材料中的总体感应强度。
由于铜、金、铝等非金属物质不具备剩余饱和感应强度,所以铁磁材料在电机、变压器等领域中得到了广泛的应用。
四、磁滞损耗小铁磁材料在外加磁场作用下,会经历一个磁化和去磁化的过程。
这个过程中,铁磁材料会吸收一定的能量,并且会有一定的能量损失。
而铁磁材料由于其内部小磁区的特殊结构,使得其在经历一次完整的磁化去磁化过程后,所吸收和损失的能量非常小。
五、温度系数低铜、金、铝等非金属物质具有较大的温度系数,而铁磁材料则具有较低的温度系数。
这意味着,在不同温度下,铁磁材料的性能变化比较小。
这也是为什么电机、变压器等需要长期稳定工作的设备中使用铁磁材料。
六、易加工性好由于铜、金、铝等非金属物质硬度较高,加工难度大。
而铁磁材料则具有良好的可塑性和可加工性,可以通过切割、冲压、焊接等方式进行加工。
七、易磨损铁磁材料由于具有较强的磁性,容易吸附铁屑等杂质,导致表面磨损。
因此,在使用铁磁材料的设备中,需要注意对其表面进行保护和清洗。
八、易氧化铁磁材料在空气中容易发生氧化反应,形成氧化层。
这会影响其机械性能和耐腐蚀性能。
因此,在使用铁磁材料的设备中,需要注意对其进行防腐处理。
总结:综上所述,铁磁材料具有强磁性、可逆饱和磁化强度高、剩余饱和感应强度大、磁滞损耗小、温度系数低、易加工性好等特点。
1简述铁磁材料的磁化过程。
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1简述铁磁材料的磁化过程。
铁磁材料的磁化过程是一个复杂而又有趣的现象,涉及到材料内部的微观结构和电子行为。
在理解铁磁材料的磁化过程之前,我们需要先了解一些基本的磁学概念。
一、磁学基本概念1.磁矩:原子或分子中的电子在自旋和轨道运动下产生的磁性,称为磁矩。
每个电子都有一个固有的磁矩,其大小和方向取决于电子的自旋和轨道运动。
2.磁畴:在铁磁材料中,大量原子磁矩会自发排列成一个小区域,称为磁畴。
每个磁畴内部的磁矩排列方向一致,但不同磁畴之间的磁矩排列方向可能不同。
3.磁化强度:单位体积内所有磁矩的矢量和,称为磁化强度。
在铁磁材料中,当所有磁畴的磁矩都排列在同一个方向上时,材料表现出宏观磁性。
二、铁磁材料的磁化过程1.未磁化状态:在未被磁化的铁磁材料中,各个磁畴的磁矩排列方向是随机的,因此整个材料的宏观磁性为零。
2.磁化开始:当外加磁场作用于铁磁材料时,一些磁畴的磁矩开始转向,逐渐与外加磁场方向一致。
这个过程称为磁畴壁位移。
随着外加磁场强度的增加,越来越多的磁畴发生转向,使得材料的宏观磁性逐渐增强。
3.饱和磁化:当几乎所有磁畴的磁矩都与外加磁场方向一致时,材料的宏观磁性达到最大值,称为饱和磁化。
此时,材料的磁化强度与外加磁场强度呈线性关系,表现出高度的磁性各向异性。
4.去除磁场:当外加磁场被去除后,由于材料内部的相互作用,大部分磁畴的磁矩仍然保持在一个方向上,使得材料表现出一定的剩余磁性。
这部分剩余磁性称为矫顽力。
如果继续加强反向磁场,矫顽力会被逐渐抵消,直到所有磁畴的磁矩都与反向磁场方向一致,材料达到反向饱和状态。
5.退磁过程:当反向磁场被去除后,材料会经历一个退磁过程。
在这个过程中,一些磁畴的磁矩逐渐转向,使得材料的宏观磁性逐渐减小。
最终,材料回到未磁化状态。
三、影响铁磁材料磁化的因素1.温度:随着温度的升高,铁磁材料的磁性会逐渐减弱。
当温度达到居里点时,材料的磁性完全消失。
这是因为高温会破坏磁畴的有序排列,导致材料的磁性消失。
1简述铁磁材料的磁化过程
![1简述铁磁材料的磁化过程](https://img.taocdn.com/s3/m/926f2c0753d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f4b.png)
1.简述铁磁材料的磁化过程。
解:铁磁材料未放入磁场之前,其内部磁畴排列是杂乱的,对外不显示出磁性。
放入外磁场中以后,在外磁场的作用下,磁畴的轴线将与外磁场方向趋于一致,对外显示出磁性。
其具体的磁化过程分为四个阶段:起始段;线性段;饱和段;高度饱和段。
2.磁路计算正问题的步骤是什么?解:磁路计算的正问题是指:已知磁路的磁通,求励磁磁势(励磁电流)。
分为以下四个步骤:(1)把磁路按不同的材料和截面积分成若干段;(2)计算各段磁路的磁通密度;(3)根据磁通密度求出各段磁路的磁场强度:铁磁材料由基本磁化曲线查出,空气隙可由公式0/μB H =直接算出。
(4)由公式HL F ∑=算出励磁磁势。
3.两个电感的尺寸、形状和线圈匝数均相同,一个是铝心,一个是铁心,当它们并联接在同一个交流电源上时,电流是否相同?解:由于铁的导磁率远大于铝,因此铁心电感的感抗大,电流小。
4.铁心由DR320硅钢片叠成,如图所示,已知线圈匝数N=1000,铁心厚度为2.5cm ,叠片系数为0.93。
不计漏磁,试计算:(1)中间铁心柱磁通为Wb 4105.7-⨯,不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流;(2)考虑铁心的磁位降,产生同样磁通量时所需的直流励磁电流。
解:(1)因为磁路左右对称,故可用右半边来计算。
考虑到气隙磁场的边缘效应,计算气隙有效截面积时,通常在长、宽方向各增加一个气隙长度值,则旁边铁心柱的气隙截面积为:24222103)10025.093.0025.0()10025.01025.1(m A ----⨯≈⨯+⨯⨯⨯+⨯= 气隙磁密为T A B 25.11032105.7244=⨯⨯⨯=Φ=-- 励磁磁势为A LB HL F 50010025.0210425.1240≈⨯⨯⨯⨯===--πμ 励磁电流为A N F I 5.01000500=== (2)计及铁心磁位降时,中间铁心磁密为T A B 29.193.0025.0105.2105.724=⨯⨯⨯⨯=Φ=-- 查磁化曲线得m A H /1072⨯= 。
铁磁的优缺点及应用
![铁磁的优缺点及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/29183f9277eeaeaad1f34693daef5ef7bb0d1276.png)
铁磁的优缺点及应用铁磁材料是一类具有明显磁性的金属材料,如铁、镍、钴及其合金。
它们具有特殊的优点和缺点,因此在各个领域有不同的应用。
铁磁材料的优点如下:1. 高磁感应强度:铁磁材料具有较高的磁感应强度,即在磁场的作用下,能够产生较强的磁化效应。
这使得铁磁材料在电机、变压器和磁头等领域有广泛应用。
2. 易强退磁:铁磁材料在外界磁场作用下,容易被磁化,但也容易丧失磁化状态。
这种特性使得铁磁材料在需要频繁改变磁性状态的应用中非常有用,例如磁卡、磁带等磁存储介质。
3. 易加工成型:铁磁材料具有良好的可塑性和可浇铸性,因此可以通过加工成型、铸造等工艺制作出各种复杂形状的零部件,适用于各种精密设备的制造。
4. 价格相对较低:相比较其他磁性材料,铁磁材料的价格相对较低,这使得它在大批量产业中得到广泛应用。
然而,铁磁材料也存在一些缺点:1. 容易氧化:铁磁材料容易与氧气发生氧化反应,形成氧化层,导致磁性能下降,甚至失去磁性。
为了解决这个问题,需要对铁磁材料进行表面防护或选择能抵抗氧化的合金。
2. 磁化需要消耗能量:铁磁材料在磁化时需要消耗能量,对于频繁改变磁化状态的应用,如磁存储介质,会有能耗较高的问题。
3. 热稳定性差:铁磁材料的热稳定性较差,即在高温下容易失去磁性。
这限制了一些高温应用领域的使用。
铁磁材料的应用广泛,包括但不限于以下领域:1. 电机和发电设备:铁磁材料作为电机、变压器等电力设备的核心材料,能够提供较高的磁感应强度和磁导率,有效提高电机的功率密度和效率。
2. 磁存储技术:铁磁材料可以被磁化和强退磁,适用于磁存储介质的制作,如磁带、磁盘等。
铁磁材料的特殊磁性能够实现数据的存储和读取。
3. 传感器和磁头:铁磁材料能够对磁场变化敏感,因此可以作为传感器和磁头的核心材料,用于测量、检测和读取等方面的应用。
4. 医疗器械:铁磁材料在医疗领域有广泛应用,如磁共振成像(MRI)中的磁体、医用磁铁等。
5. 声学设备:铁磁材料在声学领域也有应用,如扬声器、麦克风中的磁场系统。
铁磁材料分为哪三种
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铁磁材料分为哪三种
铁磁材料是一类具有磁性的材料,它们在外加磁场下会产生明显的磁化现象。
根据其磁性特点的不同,铁磁材料可以分为铁、钴、镍三种类型。
首先,铁是最常见的铁磁材料之一。
铁在常温下属于铁磁性材料,具有较强的
磁性。
在外加磁场下,铁会被磁化并保持磁化状态,直到外加磁场消失。
铁的铁磁性使其在电机、发电机、变压器等领域有着广泛的应用。
其次,钴也是一种重要的铁磁材料。
钴在常温下同样属于铁磁性材料,其磁性
较铁稍弱。
钴具有较高的矫顽力和饱和磁感应强度,因此在磁记录材料、永磁材料等方面有着重要的应用。
最后,镍也是铁磁材料中的一种。
镍在常温下同样表现出铁磁性,但其磁性相
对较弱。
镍的主要应用领域包括电磁铁、磁记录材料、磁合金等。
除了铁、钴、镍这三种常见的铁磁材料外,还有一些其他稀有的铁磁材料,如
钕铁硼磁体、钴基磁体等。
这些材料在特定领域也有着重要的应用价值。
总的来说,铁磁材料是一类重要的功能材料,其磁性特点使其在电子、磁记录、能源等领域有着广泛的应用。
通过对铁、钴、镍等铁磁材料的研究和应用,可以为人类社会的发展和进步提供重要的支持和保障。
铁磁材料的特点
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铁磁材料的特点什么是铁磁材料?铁磁材料是一类具有强烈磁性的物质,主要由铁、镍、钴等金属元素组成。
在外加磁场的作用下,铁磁材料会显示出明显的磁性行为,包括磁化、磁导率和磁滞等特征。
铁磁材料的常见特点铁磁材料具有许多独特的特点,下面将详细介绍几个重要的特点。
1. 高磁导率铁磁材料的磁导率较高,表明它对磁场具有较好的感应能力。
当外加磁场改变时,铁磁材料能够迅速响应并调整其磁矩,形成强烈的磁化效应。
这种高磁导率的特点使得铁磁材料在电磁设备中具有广泛的应用。
2. 明显的磁化效应铁磁材料在外加磁场作用下,会出现明显的磁化效应。
即在磁场的作用下,材料内部的原子磁矩会重新排列,导致材料整体磁化。
这种磁化效应使得铁磁材料具有吸附磁铁等特性,广泛应用于电磁吸盘、磁存储设备等领域。
3. 强磁滞特性铁磁材料在磁化过程中具有强磁滞特性,即在外磁场消失或改变方向后,材料的磁化并不能立即消失或改变方向,而是会存在一定的残余磁化或剩余磁场。
这种强磁滞特性使得铁磁材料在电感器件、磁记录器件等领域中发挥重要作用。
4. 温度对铁磁性的影响温度也是影响铁磁材料特性的重要因素。
通常情况下,铁磁材料的铁磁性随着温度的升高而减弱,当温度超过一定临界点时,铁磁性会完全消失。
这是由于高温下原子热运动增强,破坏了磁畴的长程有序排列。
但一些稀土铁磁材料可以在较高温度下保持铁磁性,这使得它们在高温应用领域具有重要的地位。
铁磁材料的应用领域由于其特殊的性质和广泛的应用前景,铁磁材料在许多领域得到了广泛的应用。
1. 电磁设备铁磁材料是电力装置和电机领域中的重要组成部分,如变压器、电感器、电机等。
这是因为铁磁材料在磁化时能有效吸收和释放磁能,从而提高电力设备的效率。
2. 磁存储器件铁磁材料在磁存储器件中也有着广泛的应用。
硬盘驱动器和磁带等设备利用铁磁材料的磁滞特性,将数据以磁化方向的改变来进行存储和读取。
3. 传感器铁磁材料也广泛应用于传感器领域。
例如,磁敏传感器能够测量磁场的方向和强度,用于地震仪器、指南针和地磁测量等领域。
铁磁材料的分类和特点
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铁磁材料的分类和特点一、背景介绍铁磁材料指的是在磁场作用下可以显著增强磁感应强度的材料。
铁磁材料广泛应用于电动机、发电机、传感器等领域。
在研究和应用中,根据其磁性质和结构特征的不同,可以将铁磁材料进行多种分类。
本文将就铁磁材料的分类和特点进行详细介绍。
二、铁磁材料的分类根据铁磁材料的不同性质和结构,可以将其分为以下几类:1. 铁氧体材料铁氧体材料是指以氧化铁 (Fe3O4) 为主要成分的铁磁材料。
它们通常通过将氧化铁与其他氧化物或金属氧化物进行混合烧结得到。
铁氧体材料具有高磁导率、低损耗、抗腐蚀等特点,广泛应用于电子电器、通信等领域。
2. 铁镍合金材料铁镍合金材料是指以铁和镍为主要成分的铁磁材料。
铁镍合金具有良好的韧性和磁导率,能够在高温下保持较高的磁性能。
常见的铁镍合金包括铁-镍合金、铁-镍-钴合金等,广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。
3. 铁钴合金材料铁钴合金材料是指以铁和钴为主要成分的铁磁材料。
铁钴合金具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗等特点,广泛应用于电子器件、传感器等领域。
常见的铁钴合金包括铁-钴合金、钴-铁-硼合金等。
4. 钕铁硼磁体材料钕铁硼磁体材料是指以钕、铁和硼为主要成分的铁磁材料。
钕铁硼磁体具有较高的磁能积、良好的抗腐蚀性能和温度稳定性。
由于其优异的性能,钕铁硼磁体被广泛应用于电机、电子、计算机等领域。
三、铁磁材料的特点不同类型的铁磁材料具有一些共同的特点,下面将对其特点进行详细介绍。
1. 高磁导率铁磁材料具有较高的磁导率,即在磁场作用下的磁化能力。
磁导率越高,材料在磁场中的磁化程度越高,磁感应强度也就越大。
高磁导率是铁磁材料在电机等应用中的重要特点。
2. 高磁饱和磁感应强度铁磁材料具有较高的磁饱和磁感应强度,即在外加磁场作用下,材料能够达到的最大磁化程度。
高磁饱和磁感应强度是铁磁材料适用于高磁场应用的重要特点。
3. 低磁滞损耗铁磁材料具有低磁滞损耗,即在磁场反向变化时,材料内部的磁化程度能迅速反向变化。
magnet原理(一)
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magnet原理(一)Magnet原理解析随着科技的发展,磁性材料在我们的生活中扮演着重要的角色。
无论是家用电器、电子设备,甚至是医学设备,都离不开磁性材料的应用。
那么,这些磁性材料的原理是什么呢?本文将从浅入深地介绍磁性材料的原理,即”Magnet原理”。
什么是磁性材料?磁性材料是具有磁性的物质,通常包括永磁材料和临时磁材料两种类型。
永磁材料在外界磁场的作用下能够产生和保持较强烈的磁化,而临时磁性材料在外界磁场作用下仅暂时具有磁性。
磁性材料的分类磁性材料根据磁化方式的不同,可以分为铁磁材料、顺磁材料和抗磁材料三种类型。
铁磁材料铁磁材料是具有强烈磁性的材料,如铁、钴、镍等。
在外界磁场的作用下,铁磁材料内部的微观磁矩会重新排列,形成强烈的磁化。
且即使除去外界磁场,铁磁材料仍然保持一定的磁化,因此也被称为永磁材料。
顺磁材料顺磁材料在外界磁场的作用下也能产生磁化,但磁化程度较弱,且在去除外界磁场后磁化效果消失。
顺磁材料的内部电子磁矩受到外界磁场的影响,使得磁矩发生定向,从而产生磁化。
抗磁材料抗磁材料是指在外界磁场的作用下,磁性呈现上升而不是下降的材料。
抗磁材料的内部电子磁矩与外界磁场的方向相反,从而产生抗磁效应。
“Magnet原理”的实现“Magnet原理”是指通过利用磁性材料的特性,实现磁力的吸引和排斥效果。
具体来说,它是通过利用不同磁材料之间的相互作用,使得两者产生吸引或排斥的效果。
磁场的产生磁性材料能够产生磁场的原因在于其内部存在着微观磁矩。
当磁性材料处于无外界磁场的状态下,它的内部磁矩方向是随机分布的。
但是,一旦外界磁场作用于磁性材料上,内部磁矩就会重新排列,形成一个整体的磁化效果。
磁力的相互作用当两个磁性材料靠近时,它们之间会产生磁力的相互作用。
基于磁性材料的特性,我们可以总结出以下规律:•如果两个铁磁材料相互接近,它们会产生吸引效果。
这是因为铁磁材料的内部磁矩指向相同的方向,形成较强的磁场影响。
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铁磁材料(一)
论文关键词:铁磁材料磁导率磁滞软磁材料硬磁材料矩磁材料
论文摘要:铁磁材料在现代科学技术中得到广泛的应用,随着材料科学的发展,它已成为一种重要的智能材料。
本文主要介绍铁磁材料的原理,分类,及其应用;并对三类主要铁磁材料详细介绍,包括软磁材料,硬磁材料,矩磁材料。
引言
随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉。
氧化铁。
细铁丝等。
到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。
直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。
到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。
从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达。
电视广播。
集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。
进入70年代,随着电讯。
自动控制。
计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。
铁磁材料是受到外磁场作用时显示很强磁性的材料。
例如铁,钴,镍和它们的一些合金,稀土族金属以及一些氧化物都属于铁磁材料,具有明显而特殊的磁性。
首先,它们都有很大的磁导率μ;其次,它们都有明显的磁滞效应。
磁导率(magneticpermeability):表征磁介质磁性的物理量。
常用符号μ表示,μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。
磁滞----铁磁体在反复磁化的过程中,它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞。
高磁导率是铁磁材料应用特别广泛的主要原因。
磁滞特性使永磁体的制造成为可能,但在许多其他应用中却带来不利影响。
当铁磁材料处于交变磁场中时将沿磁滞回线反复被磁化。
在反复磁化的过程中要消耗额外的能量,以热的形式从铁磁材料中释放,这种能量损耗称为磁滞损耗,磁滞损耗不仅造成能量的浪费,而且使铁芯的温度升高,导致绝缘材料的老化,所以应尽量减少。
软磁材料(softmagneticmaterial):具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。
软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。
软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。
软磁材料主要有,以金属软磁材料(以硅钢片,坡莫合金等为代表,包括Fe系,FeSiAl 系和FeGo系等)和铁氧体软磁材料(如MnZn系,NiZn系和MgZn系等)为代表的晶体材料,非晶态软磁合金(主要分为Fe基和Go基两种)以及近年来发展起来的纳米晶软磁合金,如纳米粒状组织软磁合金,纳米结构软磁薄膜和纳米线等等。
应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料或恒磁材料。
硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型,其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。
这种材料性能较好,成本较低,不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁,而且在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。
硬磁材料常用来制作各种永久磁铁、扬声器的磁钢和电子电路中的记忆元件等。
在电学中硬磁材料的主要作应是产生磁力线,然后让运动的导线切割磁力线,从而产生电流。
磁带录音原理:硬磁性材料被磁化以后,还留有剩磁,剩磁的强弱和方向随磁化时磁性的强弱和方向而定。
录音磁带是由带基、粘合剂和磁粉层组成。
带基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。
磁粉是用剩磁强的r-Fe2O3或CrO2细粉。
录音时,是把与声音变化相对应的电流,经过放大后,送到录音磁头的线圈内,使磁头铁芯的缝隙中产生集中的磁场。
随着线圈电流的变化,磁场的方向和强度也作相应的变化。
当磁带匀速地通过磁头缝隙时,磁场就穿过磁带并使它磁化。
由于磁带离开磁头后留有相应的剩磁,其极性和强度与原来的声音相对应。
磁带不断移动,声音也就不断地被记录在磁带上。