磁性材料及其应用ppt课件
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一、软磁材料(cáiliào) 1、性能特点
与MS平方成正比；与K1和λS成反比；与
起始(qǐ shǐ)磁导率高 内应力σ和杂质浓度β成反比
矫顽力HC 小
降低HC的方法与提高μi的方法相一致
饱和(bǎohé)磁感应强度MS 高
调节配方作用下，这类材料非常容易磁化，而 取消磁场后又很容易去磁。
第三十页，共34页。
磁液密封(mìfēng)
特点(tèdiǎn)： 不泄漏，可耐高真空； 耐高速旋转； 无机械磨损，寿命长； 发热量小
第三十一页，共34页。
磁液扬声器
磁性液体： 对音圈的运动起一定(yīdìng)的阻尼作用， 并能使音圈自动定位， 同时音圈所产生的热量可以通过磁性液体耗散 。
第三十二页，共34页。
材料(cáiliào)的磁 学性能
第三节 磁性材料(cí xìnɡ cái liào)及其应用
第一页，共34页。
磁性材料(cí xìnɡ cái liào)的分类
其他功能 磁性材料
磁记录 材料
永磁 材料
磁性 材料
磁致伸缩 材料
磁致电阻 材料
软磁 材料
第二页，共34页。
强主 磁要 材 料
应 用 的
(zhǔyào)
• MnZn，NiZn， MgZn等尖晶石型铁 氧体 • Co2Y，Co2Z等平 面六角型铁氧体
第六页，共34页。
• 3d过渡金属（T） －非金属系 • 3d过渡金属（T） －金属系 • 过渡金属（T） －稀土类金属（R） 系
软磁材料(cáiliào)主要用于动力工程、高性能电子学、通信 技术、航空及空间技术等，来制造磁导体，增加磁路的磁通量， 降低磁阻。
涂布型磁带主要(zhǔyào)由带基和附着其上的磁性涂覆层构成。
磁性材料的认识与应用(PPT)
磁畴结构
磁性材料内部自发形成的、具有一定磁化特性的区域。不同的磁畴具有不同的 磁矩方向和大小，导致宏观上表现出不同的磁性。
磁导率与磁阻
磁导率
描述磁性材料在磁场中磁感应强度与磁场强度的比值，是衡量材料导磁性能的重 要参数。
磁阻
由于磁性材料的磁畴结构、晶格畸变等因素导致的磁感应强度在材料内部传播时 的衰减，表现为磁阻抗。
磁性材料的发展趋势
高性能磁性材料
随着技术的进步，对磁性材料性能的要求越来越高，高性能磁性材料的研究和开发成为 未来的发展趋势。
环保型磁性材料
随着环保意识的提高，环保型磁性材料的研发和应用越来越受到重视，如可回收利用的 磁性材料等。
磁性材料的应用前景
电子行业
磁性材料在电子行业中应用广泛，如电 子元器件、传感器、电机等，随着电子 行业的快速发展，磁性材料的应用前景 十分广阔。
交通工业
磁性材料在交通工业中主要用于轨道交通、汽车制造等领 域，如磁悬浮列车、磁力轴承等。磁性材料具有高磁导率 、高磁感应强度等特点，能够提供稳定的磁场环境，确保 交通工具的安全性和稳定性。
磁性材料在交通工业中还应用于传感器、执行器等新兴领 域，为交通工业的发展提供了新的机遇。
医疗领域
磁性材料在医疗领域中主要用于磁共 振成像、磁疗等新兴领域。磁性材料 能够产生稳定的磁场环境，有助于提 高医疗设备的诊断准确性和治疗效果。
磁性材料的分类
软磁材料
矫顽力低，磁导率高，饱和磁感 应强度大，易于磁化和去磁，适
用于制造变压器、电机等。
硬磁材料
矫顽力高，剩磁和矫顽力均大 ，适用于制造永磁体，如扬声 器、耳机等。
矩磁材料
具有矩形磁滞回线，常用于计 算机存储器等。
磁性材料内部自发形成的、具有一定磁化特性的区域。不同的磁畴具有不同的 磁矩方向和大小，导致宏观上表现出不同的磁性。
磁导率与磁阻
磁导率
描述磁性材料在磁场中磁感应强度与磁场强度的比值，是衡量材料导磁性能的重 要参数。
磁阻
由于磁性材料的磁畴结构、晶格畸变等因素导致的磁感应强度在材料内部传播时 的衰减，表现为磁阻抗。
磁性材料的发展趋势
高性能磁性材料
随着技术的进步，对磁性材料性能的要求越来越高，高性能磁性材料的研究和开发成为 未来的发展趋势。
环保型磁性材料
随着环保意识的提高，环保型磁性材料的研发和应用越来越受到重视，如可回收利用的 磁性材料等。
磁性材料的应用前景
电子行业
磁性材料在电子行业中应用广泛，如电 子元器件、传感器、电机等，随着电子 行业的快速发展，磁性材料的应用前景 十分广阔。
交通工业
磁性材料在交通工业中主要用于轨道交通、汽车制造等领 域，如磁悬浮列车、磁力轴承等。磁性材料具有高磁导率 、高磁感应强度等特点，能够提供稳定的磁场环境，确保 交通工具的安全性和稳定性。
磁性材料在交通工业中还应用于传感器、执行器等新兴领 域，为交通工业的发展提供了新的机遇。
医疗领域
磁性材料在医疗领域中主要用于磁共 振成像、磁疗等新兴领域。磁性材料 能够产生稳定的磁场环境，有助于提 高医疗设备的诊断准确性和治疗效果。
磁性材料的分类
软磁材料
矫顽力低，磁导率高，饱和磁感 应强度大，易于磁化和去磁，适
用于制造变压器、电机等。
硬磁材料
矫顽力高，剩磁和矫顽力均大 ，适用于制造永磁体，如扬声 器、耳机等。
矩磁材料
具有矩形磁滞回线，常用于计 算机存储器等。
磁性材料pptppt课件
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
可编辑课件
8
铁粉芯
铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法，主要应用于电器回 路中解决电磁兼容性（EMC）问题。即用来消除电器回路中由于各 种不同原因产生的杂波，辐射。
如下图是由铁粉芯制成的磁环，当一定波段的杂波通过磁环时， 磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从 而被消耗掉。来达到降低杂波的目的。
坡莫合金
互感器
互感器又称为仪用变压器， 是电流互感器和电压互感器的 统称。其功能主要是将高电压 或大电流按比例变换成标准低 电压（100V）或标准小电流 （5A或1A，均指额定值），以 便实现测量仪表、保护设备及 自动控制设备的标准化、小型 化。
可编辑课件
11
展望未来
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进 而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。
稀土永磁铁面向汽车应用
(3)铁氧体硬磁材料：这是以Fe2O3为主要组元 的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如 反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别 有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体
(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很 多应用。
磁阀
可编辑课件
6
四.发展现状与展望未来
高磁通密度和低磁芯损耗的特性，使铁硅铝磁芯非常适用 于功率因数校正电路，以及单向驱动的应用，如回扫变压器， 脉冲变压器。
铁硅铝粉芯磁环
可编辑课件
10
坡莫合金粉芯 坡莫合金指铁镍合金，坡莫合金的最大
特点是具有很高的弱磁场导磁率。它们的饱 和磁感应强度一般在0.6--1.0T之间。
用于制作音频变压器、互感器、磁放大 器、磁调制器、扼流器、音频磁头等。
新功能磁性材料及其应用PPT课件
第10页/共37页
第11页/共37页
顺磁性、强磁性、其热磁曲线和磁滞回线
第12页/共37页
第13页/共37页
不同的铁磁材料， 磁化曲线有很大的差异， 软磁材料的矫顽力Hc只 有1 A/m量级，而一般 的硬磁材料矫顽力Hc在 10 A/m以上，正是利用 这一点，做出了许多功 能各异的磁性材料
磁化曲线，磁滞回线
第33页/共37页
第34页/共37页
热磁发电材料
第35页/共37页
谢 谢！
第36页/共37页
感谢您的观看！
第37页/共37页
第32页/共37页
Magnetic refrigeration
Magnet
Magnet
T
T+ΔT
S
N
ΔQ
ΔQ
Absorb heat
T-ΔT
Adiabatic ΔTad Isothermal ΔSm
N
T
S
Superconducting(0-20 T) Electromagnet (0 - 4 T) Permanent magnet (0- 2 T)
第18页/共37页
第19页/共37页
第20页/共37页
磁记录材料按形态分为颗粒状和连续薄膜材料两类，按性质又分为金属材料和非金属材料。广泛使用
的磁记录介质是γ-Fe2O3系材料，此外还有CrO2系、Fe-Co系和 Co-Cr系材料等。磁头材料主要有Mn-Zn
系和Ni-Zn系铁氧体 、Fe-Al系、Ni-Fe-Nb系及Fe-Al-Si系合金材料等。
质内的磁感应轻度 B 定义为 B 0 H M
磁化率 x=M/H 反映了物质磁化的难易程度，
根据磁化率的大小，物质可分为抗磁性、顺磁性、 反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性五大类
第11页/共37页
顺磁性、强磁性、其热磁曲线和磁滞回线
第12页/共37页
第13页/共37页
不同的铁磁材料， 磁化曲线有很大的差异， 软磁材料的矫顽力Hc只 有1 A/m量级，而一般 的硬磁材料矫顽力Hc在 10 A/m以上，正是利用 这一点，做出了许多功 能各异的磁性材料
磁化曲线，磁滞回线
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热磁发电材料
第35页/共37页
谢 谢！
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感谢您的观看！
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Magnetic refrigeration
Magnet
Magnet
T
T+ΔT
S
N
ΔQ
ΔQ
Absorb heat
T-ΔT
Adiabatic ΔTad Isothermal ΔSm
N
T
S
Superconducting(0-20 T) Electromagnet (0 - 4 T) Permanent magnet (0- 2 T)
第18页/共37页
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第20页/共37页
磁记录材料按形态分为颗粒状和连续薄膜材料两类，按性质又分为金属材料和非金属材料。广泛使用
的磁记录介质是γ-Fe2O3系材料，此外还有CrO2系、Fe-Co系和 Co-Cr系材料等。磁头材料主要有Mn-Zn
系和Ni-Zn系铁氧体 、Fe-Al系、Ni-Fe-Nb系及Fe-Al-Si系合金材料等。
质内的磁感应轻度 B 定义为 B 0 H M
磁化率 x=M/H 反映了物质磁化的难易程度，
根据磁化率的大小，物质可分为抗磁性、顺磁性、 反铁磁性、铁磁性、亚铁磁性五大类
(优质文档)磁性材料PPT演示课件
硬磁材料
永磁材料种类
铝镍钴系硬磁合金 硬磁铁氧体材料 稀土永磁材料
可加工的永磁合金 永磁材料用途：硬磁材料主要用来储藏和供给 磁能，作为磁场源。硬磁材料在电子工业中广 泛用于各种电声器件、在微波技术的磁控管中 . 29 亦有应用
永磁材料的退磁曲线和磁能曲线
.
30
可加工的永磁合金
在淬火态具有可塑性，可以进行各种机械加 工。合金的矫顽力是通过塑性变形和时效 (回火)硬化后得到的 四个主要系列
湿法，如电镀和化学镀 干法，如溅射法、真空蒸镀法及离子喷镀法
. 5
其他磁性材料
超磁致伸缩材料
磁致伸缩现象：铁磁性材料在磁场中被磁化时，沿外磁 场方向其尺寸会发生微小变化 一般材料的磁致伸缩系数：30～60×10-6 超磁致伸缩效应：（1～2）×10-3 超磁致伸缩材料与压电陶瓷的性能比较
铝镍钴系硬磁合金
按成分分类：铝镍型，铝镍钴型，铝镍钴钛型三种 铝镍钴型合金具有高的剩余磁感应强度 铝镍钴钛型则以高矫顽力为主要特征 铸造铝镍钴系合金从织构角度可划分为各向同性合 金，磁场取向合金和定向结晶合金三种 逐渐被永磁铁氧体和稀土永磁合金被取代。但在对 永磁体稳定性具有高要求的许多应用中，铝镍钴系 永磁合金往往是最佳的选择。 铝镍钴合金广泛用于电机器件上，如发电机，电动 机继电器和磁电机；电子行业中的扬声器，行波管， . 33 电话耳机和受话器等
. 3
磁记录材料
磁记录材料
磁头材料
磁头的基本结构 基本功能：写入、读出 磁头材料得到基本性能要求：高的磁导率、高的饱和 磁感应强度、高的电阻率和耐磨性 常用的磁头铁芯材料：合金、铁氧体、非晶态合金、 薄膜磁头材料
. 4
磁记录材料
《磁性材料的应用》PPT课件
2021/5/2
事科研领域的一大热点。
美国的F117隐形战斗机
便是一个成功运用隐身
技术的例子。
军事
2021/5/2
领电域磁炮是把炮弹放在螺线管
中，螺线管产生的磁场对炮 弹将产生巨大的推动力将炮 弹射出的一种新型武器“电 磁式武器”。类似的还有电 磁导弹等。
地球是一块巨大的磁铁，磁 性来自何处？它是自古就有 的吗？它和地质状况有什么 联系？宇宙中的磁场又是如 何的？
1974：第二代稀土永磁Sm2Co17问世。
1982：第三代稀土永磁Nd2Fe14B问世。
1990：原子间隙磁体Sm-Fe-N问世。
1991：德国，克内勒提出了双相复合磁体交换作 用的理论基础，指出了纳米晶磁体的发展前景。
2021/5/2
磁学是一门即古老又年轻的 学科。
磁学基础研究与应用的需求相互 促进，在国防和国民经济中起着重要 作用。
1905：法国，郎之万基于统计力学理论解释了 顺磁性随温度的变化。
1907：法国，外斯提出分子场理论，扩展了郎 之万的理论。
1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁 矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有 自旋相应的磁矩。
2021/5/2
1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解 释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家 海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠 定了现代磁学的基础。
1936 ： 苏 联 ， 郎 道 完 成 了 巨 著 “ 理 论 物 理 学 教 程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和 铁磁学的篇章。
1936-1948：法国，奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性 的概念和理论。
2021/5/2
1967：奥地利，斯奈特在量子磁学的指导下发现 了磁能积空前高的稀土磁体(SmCo5)，从而揭开 了永磁材料发展的新篇章。
事科研领域的一大热点。
美国的F117隐形战斗机
便是一个成功运用隐身
技术的例子。
军事
2021/5/2
领电域磁炮是把炮弹放在螺线管
中，螺线管产生的磁场对炮 弹将产生巨大的推动力将炮 弹射出的一种新型武器“电 磁式武器”。类似的还有电 磁导弹等。
地球是一块巨大的磁铁，磁 性来自何处？它是自古就有 的吗？它和地质状况有什么 联系？宇宙中的磁场又是如 何的？
1974：第二代稀土永磁Sm2Co17问世。
1982：第三代稀土永磁Nd2Fe14B问世。
1990：原子间隙磁体Sm-Fe-N问世。
1991：德国，克内勒提出了双相复合磁体交换作 用的理论基础，指出了纳米晶磁体的发展前景。
2021/5/2
磁学是一门即古老又年轻的 学科。
磁学基础研究与应用的需求相互 促进，在国防和国民经济中起着重要 作用。
1905：法国，郎之万基于统计力学理论解释了 顺磁性随温度的变化。
1907：法国，外斯提出分子场理论，扩展了郎 之万的理论。
1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁 矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有 自旋相应的磁矩。
2021/5/2
1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解 释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家 海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠 定了现代磁学的基础。
1936 ： 苏 联 ， 郎 道 完 成 了 巨 著 “ 理 论 物 理 学 教 程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和 铁磁学的篇章。
1936-1948：法国，奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性 的概念和理论。
2021/5/2
1967：奥地利，斯奈特在量子磁学的指导下发现 了磁能积空前高的稀土磁体(SmCo5)，从而揭开 了永磁材料发展的新篇章。
磁性材料ppt课件
磁性是自然科学史上最古老的现象之一
磁性材料是最早被人类认识和利用的功能材料，伴随了人类 文明的发展。 人类对于磁性材料的最初认识源于天然磁石。 公元前三世纪《管子》：“上有慈石者，下有铜金。” 《吕氏春秋》九卷精通篇：“慈招铁，或引之也。”
磁铁矿(Fe3O4) 或磁赤铁矿(γ-Fe2O3)
指南针——磁性材料的最早应用
物质磁性:
物质放入磁场中会表现出不同的磁学特性，称为物质的磁性。
4. 材料磁性的分类及应用
（1） 物质磁性的分类
按物质在磁场中的表现：磁化率的正负、大小及其与温度 的关系来进行分类， 在晶状固体里，共发现了五种主要类型的磁结构物质，它 们的形成机理和宏观特征各不相同，对它们的成功解释形成 了今天的磁性物理学核心内容。 70 年代以后——非晶材料和纳米材料——新的磁性类型，
➢
W. Gilbert 《De Magnete》磁石，最早的著作
➢18世纪 奥斯特 电流产生磁场
➢
法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流
➢
安培定律 构成电磁学的基础, 开创现代电气工业
➢1907年 P. Weiss的磁畴和分子场假说
➢1928年 海森堡模型，用量子力学解释分子场起源
➢1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴
基本特征是存在一个磁性转变温度，在此点磁化率温度关系 出现峰值。
文献中也绘成磁化率倒数和温度关系的：
1磁
化 率
表
现
复
杂
Tp
TC
T (K )
铁磁性 T p TC
低温下表现为反铁磁性的物质，超过磁性转变温度
（一般称作Neel温度）后变为顺磁性的，其磁化率温度
关系服从居里-外斯定律： = C
磁性材料概述与应用 ppt课件
磁矩反应了载流线圈产生磁场的大 小，可以把它引用到物质的微观系 统中去。
磁矩 电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必 有一个磁矩（轨道磁矩），自旋也会产生磁矩（自旋 磁矩）。
轨道磁矩
m
eh
4me
li(li 1) B li(li 1)
e,电子的电荷e ，1.61 019C
me,电子的质量me，9.11031Kg li,轨道角动量量子li 数 0,， 1,2,3......(,n1)
一类是分子中各电子的磁矩不完全抵消而整个分子 具有一定的固有磁矩， 一类是分子中各电子的磁矩，完全相互抵消而整个 分子不具有固有磁矩
磁性材料概述与应用
根据材质
合金磁体 橡胶磁体 氧化物磁体
根据磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁 场的关系,可分为五种：
1、抗磁质：附加磁化强度与外磁场相反。
对于电子壳层被填满的物 质，原子磁矩为零。在外 磁场作用下，电子运动将 产生一个附加的运动（由 电磁感应定律而定），感 生出与H反向的磁矩。
实例：惰性气体、许多有机化合物、某些金属（Bi、Zn、Ag、Mg）、非金 属（如：Si、P、S）
磁性材料概述与应用
任何物质都具有抗磁的本性。 物质具有抗磁的本性并不是一定会呈现出抗
因此，大多数元素的原子都存在固有磁矩。这些原 子也成为磁性原子。
磁性材料概述与应用
大多数元素的原子存在原子的固有磁距. 物体的磁性,取决于原子磁矩的取向.在无外
磁场作用时,各原子磁矩的取向是紊乱的,物 质不呈现宏观性;而当其受外磁场作用时,则 原子呈取向性分布,物质呈现宏观子参与 两种运动，一是轨道运动，即电子绕原子 核的旋转运动，其运动会形成一个电流， 进而会产生一个磁矩，称为轨道磁矩；二 是电子的自旋运动，相应地也会产生一个 磁矩，称为自旋磁矩。一个分子中所有电 子的各种磁矩之总和构成这个分子的固有 磁矩Pm，称为分子磁矩，这个分子固有磁 矩可以看成是由一个等效的圆形分子电流i 产生的。
磁矩 电子的轨道运动相当于一个恒定的电流回路，必 有一个磁矩（轨道磁矩），自旋也会产生磁矩（自旋 磁矩）。
轨道磁矩
m
eh
4me
li(li 1) B li(li 1)
e,电子的电荷e ，1.61 019C
me,电子的质量me，9.11031Kg li,轨道角动量量子li 数 0,， 1,2,3......(,n1)
一类是分子中各电子的磁矩不完全抵消而整个分子 具有一定的固有磁矩， 一类是分子中各电子的磁矩，完全相互抵消而整个 分子不具有固有磁矩
磁性材料概述与应用
根据材质
合金磁体 橡胶磁体 氧化物磁体
根据磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁 场的关系,可分为五种：
1、抗磁质：附加磁化强度与外磁场相反。
对于电子壳层被填满的物 质，原子磁矩为零。在外 磁场作用下，电子运动将 产生一个附加的运动（由 电磁感应定律而定），感 生出与H反向的磁矩。
实例：惰性气体、许多有机化合物、某些金属（Bi、Zn、Ag、Mg）、非金 属（如：Si、P、S）
磁性材料概述与应用
任何物质都具有抗磁的本性。 物质具有抗磁的本性并不是一定会呈现出抗
因此，大多数元素的原子都存在固有磁矩。这些原 子也成为磁性原子。
磁性材料概述与应用
大多数元素的原子存在原子的固有磁距. 物体的磁性,取决于原子磁矩的取向.在无外
磁场作用时,各原子磁矩的取向是紊乱的,物 质不呈现宏观性;而当其受外磁场作用时,则 原子呈取向性分布,物质呈现宏观子参与 两种运动，一是轨道运动，即电子绕原子 核的旋转运动，其运动会形成一个电流， 进而会产生一个磁矩，称为轨道磁矩；二 是电子的自旋运动，相应地也会产生一个 磁矩，称为自旋磁矩。一个分子中所有电 子的各种磁矩之总和构成这个分子的固有 磁矩Pm，称为分子磁矩，这个分子固有磁 矩可以看成是由一个等效的圆形分子电流i 产生的。
磁性材料的认识与应用(PPT)
方面面紧密相关 。
司南
留声机
磁盘
磁
所以通常认为，磁
卡
性材料是指由过度元素铁、
钴、镍及其合金等能够直接
或间接产生磁性的物质。
一、磁性材料的历史
最早被发现的磁性材料是磁铁，即为天然 的磁铁矿，但最早使用磁铁的应该是中国人。据记 载黄帝大战蚩尤的时候使用过磁材料，也就是指南 车。在战国时代，人们就用一根磁铁放在有刻度的 盘上用来占卜。而且在两宋时期，就出现了人工磁
钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机 械特性;不足之处在于居里温度点低，温度特性差， 且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取 表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的 要求。
为了使用方便可将上面材料细分为永磁材料，软 磁材料，旋磁材料以及磁信息材料 。例如：核磁共振成像 仪 、粒子加速器 、发电机 、参量放大器 、磁带等。
核磁共振仪
粒子加速器
发电机
二、磁性材料的分类（2）
当然也有的人们将磁性材料按性质分 为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍 基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材
料。
电工钢
镍基合金
铁氧体材料
随着磁性材料的 发展以及各方面 的需要，分类以 及归纳的方法也
不尽相同。
三、磁性材料的基本特性
1.磁性
磁性材料具有磁有序的强磁性物质，广 义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁 磁性物质磁性是物质的一种基本属性。物质按照 其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、 顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁 磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺 磁性物质为弱磁性物质。
磁性材料的认识和应用
导 师: 叶晓萍 主讲人：郑周 答辩人: 吴秋华 陈玉彬 刘俊毅 黄小群
司南
留声机
磁盘
磁
所以通常认为，磁
卡
性材料是指由过度元素铁、
钴、镍及其合金等能够直接
或间接产生磁性的物质。
一、磁性材料的历史
最早被发现的磁性材料是磁铁，即为天然 的磁铁矿，但最早使用磁铁的应该是中国人。据记 载黄帝大战蚩尤的时候使用过磁材料，也就是指南 车。在战国时代，人们就用一根磁铁放在有刻度的 盘上用来占卜。而且在两宋时期，就出现了人工磁
钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机 械特性;不足之处在于居里温度点低，温度特性差， 且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取 表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的 要求。
为了使用方便可将上面材料细分为永磁材料，软 磁材料，旋磁材料以及磁信息材料 。例如：核磁共振成像 仪 、粒子加速器 、发电机 、参量放大器 、磁带等。
核磁共振仪
粒子加速器
发电机
二、磁性材料的分类（2）
当然也有的人们将磁性材料按性质分 为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍 基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材
料。
电工钢
镍基合金
铁氧体材料
随着磁性材料的 发展以及各方面 的需要，分类以 及归纳的方法也
不尽相同。
三、磁性材料的基本特性
1.磁性
磁性材料具有磁有序的强磁性物质，广 义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁 磁性物质磁性是物质的一种基本属性。物质按照 其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、 顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁 磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺 磁性物质为弱磁性物质。
磁性材料的认识和应用
导 师: 叶晓萍 主讲人：郑周 答辩人: 吴秋华 陈玉彬 刘俊毅 黄小群
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“西流注于泑泽，期中多慈石。”
《山海经·北山经》战国时期
“若慈石之取针。” “慈石召铁，或引之也。”
《鬼谷子》鬼谷子 战国中期 《吕氏春秋·精通》吕不韦 战国后3 期
关于指南针的应用和制作方法的记载
“若遇天景噎（阴暗）霾，夜色瞑黑，又不能辨方 向……出指南车或指南鱼，以辨所向……鱼法，用薄 铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭中烧 之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸 水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时置水碗于 无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也”。
14
磁性材料器件及应用
❖ 汽车领域
永磁起动电机 传感器 无刷直流电机
计算机领域 光驱 存储器 打印机
消费类电子产品领域 微型马达 扬声器 耳机 麦克风
电器领域 便携式电动工具电机 家用电器 电机
工业自动化领域 磁耦合器 伺服电机
工业产品领域 磁分离器 磁起重设备
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☆新型磁性材料的分类：
的单位是：亨利/米(H/m)。 不同的物质磁导率不同。
在相同的条件下， 值越大，磁感应强度 B 越大，
磁场越强； 值越小，磁感应强度 B 越小，磁场越弱。
真空中的磁导率是一个常数，用 0 表示 0 = 4 107 H/m
8
（2）、 相对磁导率
为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空
磁导率 0 为基准，将其他物质的磁导率 与 0 比较， 其比值叫相对磁导率，用 r 表示，即
1000
10
（3）、铁磁材料
◆材料(介质)按磁导率分类：
非铁磁(非磁性)材料、铁磁(磁性)材料。 ◆非铁磁材料(如空气、铜、铝和绝缘材料等) ：
μ ≈ μ0 = 4π×10-7H/m ① 顺磁材料(如空气): μ略大于μ0 ② 反磁材料(如铜): μ略小于μ0 高导磁材料： •铸钢： μ≈1 000μ0
（3）、磁性材料的分类 ①软磁性物质：磁化后容易去磁的物质称软磁性物质。
软磁性物质剩磁较小。 ②硬磁性物质：磁化后不易去磁的物质称硬磁性物质。
硬磁性物质剩磁较大。
13
（3）磁性材料的应用 软磁性材料的剩磁弱，容易去磁，适用于需要反复磁化 的场合。 硬磁性材料的剩磁强，不易去磁，适用于制成永磁体。 以下物品是应用磁性材料制成的
•硅钢片：μ≈(6 000~7 000)μ0 •玻莫合金：μ比μ0大几万倍
11
2、铁磁材料的磁化 （1）磁化:使不具有磁性的物质具有磁性的过程叫磁化。
任何物质在外磁场中都能或多或少地被磁化。 铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性的现象。
B
12
（2）、磁性材料 磁化后磁性很强的物质叫磁性材料，又称为铁磁性物质。
18
铁铬钴变形永磁合金是由天 津市天材科技发展有限公司
金坛市磁性材料有限公司生产永 磁铁氧体材料系列产品
19
烧结NdFeB永磁材料
表面处理分电镀（Zn、Ni）、 喷涂、电泳、磷酸钝化等，
产品具有强的耐腐蚀性。
用于手机、BB机振动器的烧 结NdFeB永磁材料
20
用于各种电机的烧结NdFeB磁瓦
用于核磁共振成像仪及磁选 机等的烧结NdFeB永磁材料
永磁材料 软磁材料 磁记录材料 特殊功能的磁性材料
磁弹性材料 磁电阻材料 磁制冷材料 磁流体
16
--永磁材料 在特定的空间内提供一个磁场
利用永磁材料的吸铁性及指南性
由于成本低廉，铁氧体 磁材有广阔的应用领域， 从电机、扬声器到玩具、 工艺品，因而是目前应 用最广的永磁材料。
17
铝镍钴的主要应用领域： 电子点火系统、电度表、 伏安表、 医疗仪器、工业电机、磁 力簧片开关、发电机、手 动工具、自动售货机。
21
各种规格的环形烧结 NdFeB永磁材料
外径Ф3mm~Ф160mm；
内径：Ф1mm~Ф140mm
各种规格的圆片形烧结NdFeB 永磁材料
尺寸范围：外径Ф2mm－ Ф160mm；
厚度：0.3mm－60m22m
各种规格的圆片形烧结NdFeB
永磁材料
尺寸范围：外径Ф2mm－ 面保护处理的烧结 NdFeB永磁材料
23
喷涂处理的烧结NdFeB永磁体
各种管状烧结NdFeB永磁材料 尺寸范围：
外径：Ф3mm~Ф160mm； 内径：Ф1mm~Ф14240mm
圆柱形的烧结NdFeB永磁体
25
--软磁材料
例如对于变压器，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。
北宋 曾公亮与丁度编撰的《武经总要》 （1044年）
“舟师识地理，夜者观星，昼者观日。阴晦观指 南针。”
北宋人 朱或 《萍洲可谈》
4
司南 指南鱼
指南车
5
各种指南针挂件
6
磁体：具有磁性的物体
天磁磁体—— 磁铁
磁钢 人造磁铁
7
1、磁导率μ
（1） 物质导磁性能的强弱用磁导率 表示。
磁导率用来表示媒介质导磁性能的物理量，用 表示。
1936年 利用氧化铁作磁记录介质为一个乐队录音，其录音带一直 保留到现在。
26
27
共模电感铁芯
磁放大器铁芯
漏电保护开关互感器铁芯
大功率开关变压器铁芯
深圳市天为科技有限公司
28
小型开关电源变压器用环形铁芯
电流\电压互感器用铁芯
非晶恒电感
纳米晶开气隙恒电感 29
--磁记录的发展历史
1898年，一位丹麦工程师伯尔森（Ponlsen）将声音用磁的方法记 录在磁性钢丝上，由此发明了录音电话机
课题四 铁磁材料与磁路 ---铁磁材料
1
人类认识和使用最早的磁性材料
天然磁石 Fe3O4
• 吸铁性 • 指南性
2
关于磁石的最早记载
“山上有赭者，其下有铁，山上有铅者，其下有银。一曰上 有铅者，其下有鉒银，上有丹沙者，其下有鉒金，上有慈石 者，其下有铜金，此山之见荣者也。”
《管子·地数篇》管仲 春秋时期
r
0
9
铁磁物质的相对磁导率
材料 钴 镍 软钢
硅钢片 未经退火的铸铁
已经退火的铸铁
相对磁导率 174
1 120 2 180 7000～10000
240
620
材料 镍铁合金 真空中融化的电解铁 坡莫合金 铝硅铁粉芯 锰锌铁氧体 镍铁铁氧体
相对磁导率 60 000 12 950 115 000 7 5000