第二章第三节磁性材料的磁性能
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。
第三章+材料的磁性能
3)顺磁性来源于磁场的作用使自旋向上、向下的态密度发生变化； 4)它们都只能用量子力学来解释；磁化率与温度无关。
第三章 材料的磁性能
第一节 物质的磁性
3、铁磁性
在较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。 Χ＞＞0， 104 物质具有铁磁性的基本条件：(1)物质中的原子有磁矩；(2) 原子磁矩之间有相互作用。实验事实：铁磁性物质在居里 温度以上是顺磁性；居里温度以下原子磁矩间的相互作用 能大于热振动能，显现铁磁性。 磁化强度与磁场成非线性关系。 具体材料有金属Fe、Co、Ni，某些稀土元素以及由Fe、 Co、Ni组成的合金等。
第一节 物质的磁性
1. 抗磁性：没有固有原子磁矩 2. 顺磁性：有固有磁矩，没有相互作用
3. 铁磁性：有固有磁矩，直接交换相互作用
4. 5. 6. 7. 反铁磁性：有磁矩，直接交换相互作用 亜铁磁性：有磁矩，间接交换相互作用 自旋玻璃和混磁性：有磁矩，RKKY相互作用 超顺磁性：磁性颗粒的磁晶各向异性与热激发的竞争
第三章 材料的磁性能
第一节 物质的磁性
1、抗磁性
物质的磁性不是由电子的轨 道磁矩和自旋磁矩本身所产 生，而是由外加磁场作用下 电子绕核运动所感生的附加 磁场造成的。
在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现象称为抗磁性。 Χ＜0，M与H方向相反 ；磁化率Χ很小，-10-5 ～-10-6 产生的机理：外磁场穿过电子轨道时，引起的电磁感应使 轨道电子加速。根据楞次定律，由轨道电子的这种加速运 动所引起的磁通，总是与外磁场变化相反，因而磁化率是 负的。 注：任何物质在外场作用下均具有抗磁效应，但只有原子的 电子壳层完全填满了的电子物质，抗磁性才能表现出来。 （它出现在没有原子磁矩的材料中）
第三章 材料的磁性能
磁性材料与超导材料
同时，零电阻允许有远高于常规导体的载流密度，可用以形成强磁场或超强磁场。
零电阻是超导体最基本的特性，它意味着电流可以在超导体内无损耗地流动，使电力的无损耗传输成为可能；
发现超导电性后，昂内斯即着手用超导体来绕制强磁体，但出乎他的意料，超导体在通上不大的电流后，超导电性就被破坏了，即超导体具有临界电流Ic。
超导材料的发展历程
1911年，科学家发现，金属的电阻和它的温度条件有很大关系：
温度高时，它的电阻就增加，温度低时电阻减少。并总结出一个金属电阻与温度之间的关系的理论公式。
当时，荷兰物理学家昂尼斯为检验金属电阻与温度之间的关系的理论公式的正确性，就用水银作试验。
将水银冷却到-40℃时，亮晶晶的液体水银变成了固体；然后，他把水银拉成细丝，并继续降低温度，同时测量不同温度下固体水银的电阻，当温度降低列4 K时，水银的电阻突然变成了零。
电磁炉
传统 工业
在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振成像。 利用磁性纳米材料表面功能基团与可识别病兆的功能分子进行耦联，是实现磁性纳米晶体在疾病鉴别诊断中应用的最可行的手段之一。 生物 医学
电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。
科学家预料，球状碳分子Ｃ--60掺杂金属后，有可能在室温下出现超导现象，那时，超导材料就有可能像半导体材料一样，在世界引起一场工业和技术革命。
1
2
1995年美国国立洛斯阿拉莫斯实验室的科学家已经把高温超导体制成柔韧的细带状，由于没有电阻，其导电性是铜丝的1200多倍。
1996年，日本电气公司制出长一千米的高温超导线材，电流密度达到6000A/cm2，这种线材已达到了实用化的水平。
磁性材料的磁性能
磁性材料的磁性能1、高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即m r 1 ( 如坡莫合金，其m r 可达2 ′10 5 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。
在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。
2、磁饱和性磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。
当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。
如图B - H 磁化曲线的特征：O a 段：B 与H 几乎成正比地增加；ab 段：B 的增加缓慢下来；b 点以后：B 增加很少，达到饱和。
有磁性物质存在时，B 与H 不成正比，磁性物质的磁导率m 不是常数，随H 而变。
有磁性物质存在时，F 与I 不成正比。
磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。
3、磁滞性磁滞性：磁性材料中磁感应强度 B 的变化总是滞后于外磁场变化的性质。
磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B - H 关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。
剩磁感应强度B r ( 剩磁) ：当线圈中电流减小到零( H =0) 时，铁心中的磁感应强度。
矫顽磁力H c ：使B = 0 所需的H 值。
磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。
按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1) 软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。
一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。
常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。
(2) 永磁材料具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。
一般用来制造永久磁铁。
常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。
(3) 矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。
在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。
常用的有镁锰铁氧体等。
第二章 磁场
第二章电与磁第一节磁场的基本概念与物理量[2001]磁场的根本原因是____。
A．材料的性质B．磁性材料C．电流D．电压[2002] 以下说法中不正确的是____。
A．电流的周围存在磁场B．电流一定是被磁场包围的C．电与磁不可分割D．电与磁毫无关系，电流须在闭合电路才能产生，而磁力线在空间就能形成闭合回线[2003]磁场强度的大小是衡量单位磁路长度的______的一个物理量。
A．磁通 B．磁感应强度 C．电动势 D．磁动势[2004]磁力线是______曲线，永磁铁的外部磁力线从______。
A．闭合/S极到N极 B．开放/S极到N极C．闭合/N极到S极 D．开放/N极到S极[2005]磁力线用来形象地描述磁铁周围磁场的分布情况，下列说法错误的是______。
A．每一根磁力线都是闭合的曲线B．任两根磁力线都不能交叉C．磁力线的长短反映了磁场的强弱D．任一根磁力线上的任一点的切线方向即为该点的磁场方向[2006]关于磁场和磁力线的描述，下面说法错误的是______。
A．磁铁的周围存在磁场B．磁力线总是从磁铁的北极出发，经外部空间回到南极；而在磁铁的内部，则由南极到北极C．在距磁铁很远处，其磁力线可能会交叉D．环型磁铁的周围空间不会有其产生的磁场[2007]下列说法，正确的是______。
A．磁力线是闭和曲线，磁路也是闭和路径B．磁力线不一定是闭和曲线，磁路也不一定是闭和路径C．磁力线不一定是闭和曲线，磁路一定是闭和路径D．磁力线是闭和曲线，磁路不一定是闭和路径[2008]能定量地反映磁场中某点的磁场强弱的物理量是______。
A．磁通密度 B．磁力线 C．磁通 D．电磁力[2009]磁通的国际制单位是______。
A．高斯 B．麦克斯韦 C．特斯拉 D．韦伯[2010]磁感应强度的国际制单位是______。
A．高斯 B．麦克斯韦 C．特斯拉 D．韦伯[2011]磁感应强度是表示磁场内某点的______强弱和方向的物理量。
磁性材料的微观结构与磁性性能
磁性材料的微观结构与磁性性能磁性材料是一类非常重要的功能性材料，广泛应用于电子、信息、医学等领域。
了解磁性材料的微观结构与磁性性能之间的关系对于设计和合成新型磁性材料具有重要意义。
本文将从磁性材料的微观结构和磁性性能两个方面进行论述。
一、磁性材料的微观结构磁性材料的微观结构主要包括晶体结构和磁畴结构两个方面。
晶体结构是磁性材料的基本组织单元。
晶体结构的对称性和晶格参数决定了磁性材料的一些基本特性。
例如，铁磁材料的晶体结构通常是体心立方晶格，而铁氧体则是面心立方晶格。
晶体结构的不同可以导致不同的原子间距和原子位置的排列方式，进而影响磁性材料的磁性性能。
磁畴结构是磁性材料中磁性原子排列的集体行为。
磁畴是一组有序排列的相邻磁性原子，彼此具有相同的磁矩方向。
磁畴通常具有一定的大小和形状，且在无外加磁场的情况下磁性材料会分化成多个磁畴。
在铁磁材料中，磁畴的形成是由于自发磁化的存在。
而在顺磁材料中，则是由外加磁场引起的。
二、磁性材料的磁性性能磁性材料的磁性性能包括饱和磁化强度、居里温度、剩余磁化强度等。
饱和磁化强度是指磁性材料在饱和状态下磁化的最大电流强度。
饱和磁化强度越高，表示材料在外加磁场下更容易实现饱和磁化，具有更高的磁化能力。
居里温度是指磁性材料由铁磁性向顺磁性转变的温度。
居里温度越高，表示材料在高温下仍能保持铁磁性，具有较好的磁性稳定性。
剩余磁化强度是指磁性材料在去除外加磁场后仍保留的磁化强度。
剩余磁化强度的大小与材料的磁畴结构有关，磁畴间的相互作用对剩余磁化强度起到重要影响。
三、微观结构与磁性性能的关系磁性材料的微观结构直接影响磁性材料的磁性性能。
首先，晶体结构的对称性和晶格参数决定了磁性材料的磁矩间相互作用方式。
例如，铁磁材料的晶体结构的体心立方晶格，使得磁矩更容易在晶格间跳跃，从而增强了磁性材料的磁性。
其次，磁畴结构的形成和演化直接决定了磁性材料的磁性性能。
磁畴之间的相互作用可以通过磁畴壁的移动和转变来改变。
磁性材料的基本特性及分类参数
・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He: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）。
磁导率小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矢。
初始磁导率L1J、最大磁导率nm＞微分磁导率pd、振幅磁导率pa、有效磁导率pe、脉冲磁导率| ip。
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 oc f2 t2 / , p降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力He；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P。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升矢系为：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矢。
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矢系。
磁性材料及其应用
磁致伸缩可用于制备称重、测力、扭矩 传感器等
四、磁记录材料
我们已经进入信息社会？
“知识大爆炸”？
记忆靠人脑？
磁记录：是使用记录磁头在磁记录介质内写入磁化强度图纹 作为信息存储，用同一或另外记录磁头可从磁化强度图纹读 出所储存的信息。
磁 记 录 的 基 本 过 程
抹音磁头 录音磁头
放音磁头 驱动器
工作缝隙小、磁场分布陡河磁迹宽 度窄，故可提高记录速度和读出分 辨率
磁电阻磁头
利用磁电阻效应制成
磁头材料
合金磁头材料：含钼 坡莫合金和仙台斯特 合金 铁氧体磁头材料：镍锌铁 氧体和锰锌铁氧体
非晶态磁头材料： Co-(Zr， Hf，Nb，Ta，Ti) 二元系合 金薄膜和Co-Fe-B类金属非 晶态薄膜
• 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。
二、永磁材料 永磁材料又称硬磁材料，是用于制造各种永久磁铁的磁性 M 材料。 1、性能特点
改善材料的显微结构，降低杂质和气 孔的含量，增大晶粒尺寸。 降低内应力σ
磁滞回线示意图
3、软磁材料的分类及其应用 软磁材料
金属软磁
铁氧体软磁
非晶及纳米晶软磁
• 电工纯铁 • 硅钢 • 坡莫合金 • 其它软磁合金 （Fe-Al、Fe-Si-Al、 Fe-Co）
• MnZn，NiZn， MgZn等尖晶石型 铁氧体 • Co2Y，Co2Z等平 面六角型铁氧体
有机粘接剂及润滑剂 磁性粉 Al2O3粉/铁丹粉/碳粉
记录层 带基 涂布型磁带结构示例
功能材料-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
材料的磁性能
材料的磁化
通常，在无外加磁场时，材料中固有磁矩的矢 量和为零，宏观上材料无磁性。 材料在外加磁场H中时，使它所在的空间的磁场发生 变化（H↑或、H↓），产生一个附加磁场H’，材料本 身呈现出磁性，这种现象叫磁化 这时其所处的总磁场强度为两部分的矢量和。
H总H+H 单位A/m。
H'MxH
( 1)HM
❖ 20世纪初，法国的外斯提出了著名的磁性物质的分子场假说， 奠定了现代磁学的基础，在顺磁性理论、分子磁场、波动力 学、铁磁性理论等相关理论和各种分析手段的基础上，形成 了完整的磁学体系。
磁性基本概念
磁偶极子和磁矩
如果一个小磁体能够用无限小的电流回路
+mLeabharlann 来表示，我们就称为磁偶极子。用磁偶极
矩jm表示：
交流磁场中的能量损失a为常数金属软磁材料电工纯铁指纯度在998以上的铁是最早最常用的纯金属软磁材料面心立方体心立方升温加压降温降压结构与磁性的变化相结构随温度和压力变化结构和磁性随温度变化含碳量影响磁性能增加主要是因为碳对畴壁移动形成阻碍作用cumnsinos等也会对软磁性能产生不利影响max减少上升128磁铁的铁芯和磁极继电器的磁路和各种零件感应式和电磁式测量仪表的各种零件扬声器的磁路电话中的振动膜电机中用以导引直流磁通的磁极冶金原料129电工纯铁只能在直流磁场下工作在交变磁场中涡流损耗大电阻率涡流损耗硅钢也称硅钢片或电工钢片碳的质量分数在002以下硅的质量分数为1545的fe合金在纯铁中加入硅形成固溶体这样130添加适量硅损耗因此是非常优秀的软磁材料和交流电器的理想材料已经成为用量最大的磁性材料主要用于
(3)金属元素。 离子+自由电子。 只有轨道未 被填满，自旋磁矩未被抵消时，才可能产生较 强的顺磁性。
第二章 金属磁性材料ppt课件
铜 改善合金的冷加工性能 铜使合金的μa及μm值提高，且降低了磁导率对成分的 敏感性，即当合金成分偏离最佳成分时，对μa及μm 值影响不大。 铜可抑制合金中有序相FeNi3的形成，因而可以降低热 处理的冷却速度。 降低合金的Ms和居里温度。
.
其它元素 锰可提高电阻率、降低矫顽力值，可以脱硫、 脱氧、改善热加工性能。 铬使铁镍合金的居里温度降低，抑制有序相的 形成，提高合金的电阻率值 钒、铌、钛等可提高合金的硬度，改善耐磨性。 碳可以脱氧，但C含量大于0.05%时使磁性急剧 下降。 硅加入0.05%左右对合金磁性有利，因其和锰 可复合脱氧，使脱氧颗粒呈大颗粒。 磷大于0.06%时，使合金的μ值急剧下降。
.
热处理对铁镍合金磁性的影响
获得高磁导率的材料，要使软磁材料呈单 相的固溶体、低的K1和 λs值、高的Bs。为 了避免有序化，同时减少内应力。一般采 用双重热处理的方法：将坡莫合金退火后， 从600 ℃ 将样品放在铜板上，在空气中急 冷，或在随炉冷却后，再加热到600 ℃ ， 然后快速冷却，即进行双重热处理。
.
含镍量从30%到100%的镍铁合金在室温下是由 单一的面心立方结构的γ相组成。 在合金含量小于30%时，γ相在较低温度下可通 过马氏体相变转变为体心立方的α相，这种结 构转变有明显的热滞现象，即升温时的α→γ转 变a温度和降温时γ→α的转变温度不重合。两 相区难以确定。
在相当于FeNi3、FeNi、Fe3Ni成分处会发生有 序和无序相转变。有序化转变温度在506℃。
将坡莫合金在其居里温度附近加磁场冷却， 或进行磁场热处理，在平行所加磁场的方 向上测量的磁化曲线均呈出矩形磁滞回线， 而在垂直方向上为平直的磁化曲线。
.
多元系坡莫合金 在Ni-Fe合金中加入钼、铬、铜等元素的多元 系坡莫合金，可不进行急冷处理，只要冷却速 度适当，其初始磁导率可比二元系坡莫合金高 几倍。而且电阻率也比Ni含量为78.5%坡莫合 金要高3倍，为0.60×10-3Ω.m，但饱和磁感应 强度从1.3T 降到0.6~0.8T。
材料的磁性能
2.2 物质的磁化特性及磁介质的分类
4、反铁磁性物质
＞0， M与H方向相同；磁化率在10-5～10-3。
反铁磁性物质原子之间的磁矩不同与铁磁性物质 是平行的，而是反平行排列的。这种反方向的磁 矩相互抵消，结果使总的磁矩为零。
常见的反铁磁性物质有：Mn、 Cr,部分铁氧体ZnFe2O4如和 某些化合物MnO、NiO、 FeF2等。
,
B0
反向时
抗磁质内磁场 B B0 B'
2.2 物质的磁化特性及磁介质的分类
2、顺磁性物质 呈顺磁性。
其特征是组成这些物质的原子具有恒定的 与外磁场无关的磁矩 。
＞0， M与H方向相同；磁化率在 10-3～10-5 。
属于这类物 质的金属有： La、Pr
2.2 物质的磁化特性及磁介质的分类
2.2 物质的磁化特性及磁介质的分类
5、亚铁磁性物质 ＞＞0
亚铁磁性物质的原子磁矩之间也存在反铁磁性相 互作用，只是反平行排列的磁矩大小不等，不能 完全抵消。从而也引起一定程度的自发磁化。
常见的亚铁磁性物质有：尖晶 石型晶体、石榴石型晶体等几 种结构类型的铁氧体，稀土钴 金属之间的化合物和一些过渡 金属。
铁磁性物质是一种磁性很强的物质。是 磁性材料的物质基础。
常见的铁磁性金属有：Fe、Ni、Co，某 些稀土元素以及由Fe、Ni、Co组成的合 金等。
2.2 物质的磁化特性及磁介质的分类
铁磁质的磁化
从物质的原子结构观点来看，铁磁质 内电子间因自旋引起的相互作用是非常 强烈的，在这种作用下，铁磁质内形成 了一些微小区域，叫做磁畴
第三节 材料磁性的影响因素
温度： 1、阻碍或破坏原子磁矩和自旋磁矩的有序性 2、阻碍自发磁化
第三节 材料磁性的影响因素
材料物理性能-磁性能
1831—1879
居里定律
发明了磁秤（磁天平），实现了对弱磁性的测量。
根据大量的实验结果，总结出著名的居里定律。
抗磁体的磁化率不依赖磁场强度且一般不依赖于温度； 顺磁体的磁化率不依赖磁场强度且与温度成反比； 铁在某一温度（居里温度）以上失去磁性。
压电效应的发现； 放射性物质研究，发现了镭。
由此说明了地磁的成因和物质的磁性。
（1775-1836）
发现四 提出了分子电流假说。
揭示了物质磁性的本质。
电和磁本质上是统一的。
电磁感应现象
1831年，由法拉第发现。
俗称磁生电，直接导致了发电机的
发明，影响非常深远。
其它成果： 1834年，发现了电解定律，开创 了电化学学科。 发现了物质的抗磁性。 提出了电磁场这一概念。 法拉第，英国科学家
居里定律
居里-外斯定律
C T C T
3.相变及组织转变的影响
当材料发生同素异构转变时，晶格类型及原子间距
发生变化，会影响电子运动状态而导致磁化率的变 化。例如，正方晶格的白锡转变为金刚石结构的灰 锡时，磁化率明显变化。当材料发生其他相变时， 也会影响磁化率，影响的规律比较复杂。
Ht H H
磁场强度的单位是A/m (安/米)。 磁化强度 M ：材料被磁化后，单位体积的磁矩 1 M mi V 磁化强度的单位是A/m (安/米)。mi为原子固有磁矩。
H M
磁化率χ：表征物质本身的磁化特性，量纲为1，其值可正、 可负。
M H
磁导率μ：反映了磁感应强度与外磁场强度的关系，即当 外磁场增加时磁感应强度增加的速率。
顺磁磁化过程示意图
(a)无磁场 (b)弱磁场 (c)强磁场
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第二章第三节：
1、铁磁材料被磁化时，当磁化电流越大，铁磁材料所呈现的磁性______。
A．越弱
B．强度不变
C．越强
D．增强但趋于饱和
2、交流电机、电气设备中所用的硅钢片铁芯，属于______磁材料；其剩磁及矫
顽力都______。
A．硬/小
B．硬/大
C．软/小
D．软/大
3、在铁芯线圈通电后，线圈内产生的磁感应强度与线圈电流（或磁势）的关系
______。
A．成正比
B．成反比
C．无关
D．呈磁滞性、磁饱和性
4、铁磁材料在磁化时，其磁通密度随励磁电流的增加的量越来越少时称之为磁
化过程的______。
A．线性段
B．半饱和段
C．饱和段
D．反比段
5、对于各种电机、电气设备要求其线圈电流小而产生的磁通大，通常在线圈中
要放有铁芯，这是基于铁磁材料的______特性。
A．磁饱和性
B．良导电性
C．高导磁性
D．磁滞性
6、磁滞损耗与铁芯材料的磁滞回线所包围的面积______。
A．成正比
B．成反比
C．无关
D．不成比例
7、对硬磁材料的下列说法，错误的是______。
A．碳钢、钴钢是硬磁材料
B．磁滞回线较宽
C．矫顽力较大
D．是制造电机铁芯的材料
8、软磁材料的特点是______。
A．磁滞回线面积较大，剩磁较小
B．磁滞回线面积较大，剩磁较大
C．磁滞回线面积较小，剩磁较大
D．磁滞回线面积较小，剩磁较小
9、关于铁磁材料的下列说法错误的是______。
A．具有磁滞特征
B．具有磁饱和特征
C．磁导率非常数
D．具有高磁阻特征
10、铁芯线圈通以交变电流后，与线圈绝缘的铁芯会发热，这是由于______。
A．电流的磁效应
B．电流的力效应
C．线圈中的电流产生热效应
D．线圈中的电流产生热效应及铁损引起的热效应
11、一般船用电机铁芯材料用______。
A．软磁材料
B．永磁材料
C．矩磁材料
D．有色金属
12、铁磁性材料不具有的特性是______。
A．剩磁性和磁滞性
B．磁饱和性
C．高导电性
D．高导磁性
13、铁芯线圈通流电后，铁芯发热的主要原因是______。
A．涡流损耗
B．磁滞损耗
C．剩磁
D．涡流和磁滞损耗
14、所谓铁损，是指______。
A．涡流损耗
B．磁滞损耗
C．剩磁
D．涡流和磁滞损耗
15、涡流损耗和磁滞损耗总称为______。
A．涡损
B．铁损
C．线损
D．磁损
16、交流电器的铁芯通常是用硅钢片叠压而成，目的是______。
A．减少磁滞损耗
B．减少涡流损耗
C．减少电器噪音
D．减少线圈铜损
17、为减小涡流损失，通常采取的方法是______。
A．减小涡流回路的电阻
B．减小涡流回路的电压
C．增大涡流回路的电阻
D．增大涡流回路的电压
1-10：DCDBC ADDDD 11-17:ACDDB BC。