最新磁性材料核心复习
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。
(完整word版)材料物理复习题
名词解释1。
磁晶的各向异性:单晶体的磁性各向异性2。
自发磁化:铁磁性材料在没有外加H时,原子磁矩趋于同向排列,而发生的磁化3。
磁畴:铁磁质自发磁化成的若干个小区域4、第一类超导体:大多数纯金属超导体,在超导态下磁通从超导体中全部逐出,具有完全的迈斯纳效应(完全的抗磁性)。
5。
压电体:当挤压或拉伸时,两端能产生不同的电荷的晶体6、马基申定律:ρ=ρ(T)+ρ残7.铁电畴:铁电体中自发极化方向相同的区域8。
自发极化:在一定温度范围内、单位晶胞内正负电荷中心不重合,形成偶极矩,呈现象极性。
这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化9.激子:空穴带正电,电子带负电,它们之间的库仑吸引互作用在一定的条件下会使它们在空间上束缚在一起,这样形成的复合体称为激子。
10。
激光:11。
磁致伸缩材料:具有磁致伸缩特性的材料。
磁性伸缩铁磁体在磁场中磁化时,其尺寸或体积发生变化的现象.12。
剩余磁感性强度:当对磁体施加完一个磁场以后,产生磁通密度。
但是把磁场去掉以后,磁通密度并不会减小到0,出现剩余磁场,此为剩余磁通密度。
13.磁弹性能:当铁磁体存在应力时,磁致伸缩要与应力相互作用,与此有关的能量14、反铁电体:在一定温度范围内相邻离子联线上的偶极子呈反平行排列,宏观上自发极化强度为零,无电滞回线的材料,称为反铁电体。
15、铁电畴:在一个小区域内,各晶胞的自发极化方向都相同,这个小区域称为铁电畴16、电介质的击穿:一般外电场不太强时,电介质只被极化,不影响其绝缘性能.当其处在很强的外电场中时,电介质分子的正负电荷中心被拉开,甚至脱离约束而成为自由电荷,电介质变为导电材料.当施加在电介质上的电压增大到一定值时,使电介质失去绝缘性的现象称为击穿17、第二类超导体:铌、钒及其合金中,允许部分磁通透入,仍保留超导电性.存在两个临界磁场,较低的Hc1和较高的Hc2.18、热释电体:对于具有自发式极化的晶体,当晶体受热或受冷后,由于ΔT而导致自发式极化强度变化(ΔPS),从而在晶体的一定方向上产生表面极化电荷的现象称为“热释电效应”.具有热释电效应的材料称为热释电体。
第九章__电与磁复习(人教新课标)
水位自动报警器
电铃工作原理
电磁继电器 例1.如图所示的自动控制电路中,当开关S断开时,工 作电路的情况是 ( ) A灯亮,电动机转起来,电铃响 B灯亮,电动机转起来,电铃不响 C灯不亮,电动机不转,电铃响 D灯亮,电动机不转,电铃响
3.图为一种温度自动报警电器的原理图, 在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下正确的是 ( A温度升高至74℃时,灯L1亮报警 B温度升高至74℃时,灯L2亮报警 C温度升高至78℃时,灯L1亮报警 D温度升高至78℃时,灯L2亮报警
S
N
3.如图12所示,请分别标出通电 螺线管和小磁针的N、S极。
S
N
N
S
4.在图中标出了通电线圈的N 极,请在图中分别标出通电线 圈中的电流方向和静止在通电 线圈旁边的小磁针的N极。
N
5.在图3所示的四个通电螺线管中,
能正确地表示通电螺线管磁极极
性的是
( D )
A
B
C
D
6. 如图12-7所示,一个轻质弹簧下端悬挂 一个小铁片,当开关S断开时,铁片刚好与 水银槽中水银接触。当开关S闭合后,铁片 会 ( D) A.不动 B.陷入水银面以下 C.向上运动停止在空中 D.上下不停的振动
1.磁场的定义: 磁体周围存在着一种特殊物质, 能使小磁针偏转。这种物质看不见、摸不着, 我们把它叫做磁场。 2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体会产 生磁力的作用。 3.磁场的方向:在物理学中,我们把小磁针静止 时N极所指的方向定为该点磁场的方向。
磁场中的某点的磁场方向,即为该点的磁感线的方向, 跟小磁针在该点静止时的北极指向一致。磁体周围 的磁感线总是从磁体N极出发,回到S极。
三、电生磁
1、直线电流的磁场 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现:在小磁针的上方拉一根与小磁 针平行的直导线,当直导线中通过电流时,小磁针发生了偏转;改 变电流的方向,小磁针指向与原先相反。奥斯特在世界上首次发现 了电和磁之间的联系。
磁选复习资料
1.物质的比磁化率:物质的体积磁化率与本身密度的比值,称为物质的质量磁化率或物质的比磁化率(系数)。
2.磁化:物质中原子磁矩沿外磁场方向的行为。
3.磁畴:强磁性体中,由于静电交换作用,原子磁矩自发磁化达到饱和状态的微小区域4.磁性率:矿石中氧化亚铁(Feo)的含量和全铁(Tfe)含量的百分比。
5.磁铁率:矿石中磁性铁(Fem)对全铁(Tfe)的占有率。
6.磁场特性:是指磁选机的分选空间内,磁场强度H和HgradH的大小及其变化规律。
7.磁偏角:磁极中线偏向精矿排出端与垂直线的夹角。
8.开放磁系:是指磁极在同一侧作相邻交替配置且磁极之间无感应磁介质的磁系。
9.物质体积磁化率:用有效磁场强度求出的消除了形状尺寸的影响,在等同大小的磁场中磁化时,会得到相同的数值,称为物质的体积磁化率或比磁化率。
10.退磁场:两端自由磁极在磁化体内部产生一个与外磁场力方向相反的磁场,削弱了磁化体内部的磁场强度,所以称该磁场为退磁场。
11.磁化焙烧(闭合磁系):将若磁性铁矿置于合适的温度和气氛中,使之变成强磁性矿物的方法称为磁化焙烧。
12.磁系包角(磁包角):磁系圆弧中心点与磁系两侧最外缘顶点连线的夹角。
13.磁化强度:当磁介质被置于磁场中时,由于磁场的作用而磁化,从而在介质内产生磁矩。
单位体积内的磁矩称为磁化强度。
14.介电常数:是指带有介电质的电容与不带介电质(只真空或空气)的电容之比。
15.比导电率:石墨是良导体,所需电压最低,仅为2800V,国际上习惯以它作为标准,将各种矿物所需最低电压与它相比较,此比值定义为比导电率。
16.闭合磁系:是磁极作相对配置的磁系。
17.磁场是物质的特殊状态,描述磁场大小和方向的物理量有(磁场强度,磁感应强度),磁场的均匀性可用(磁场梯度)来表示。
18.物质按磁性可分为哪几类?相对磁导率Ur如何相应变化?矿物按磁性可分为哪三类?答:物质按磁性可分为顺磁性物质(Ur>1)、逆磁性物质(Ur<1)和铁磁性物质(Ur>>1或U>>Uo),矿物按磁性可分为强磁性矿物、弱磁性矿物和非磁性矿物。
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。
2023年中考物理复习-专题42电与磁(知识点复习+例题讲解+过关练习)-备战2023年中考物理一轮
专题42电与磁一、磁现象与磁场:1.磁性:能吸引铁、钴、镍等物质的性质;2.磁体:具有磁性的物体;3.磁性材料:能够被磁铁吸引的物质叫磁性材料;(1)一般是铁钴镍及其合金、氧化物;(2)注意:铝、铜不是磁性材料;4.磁极:磁体上磁性最强的部位;(1)任何磁体都有两个磁极:南极(S极)和北极(N极);(不存在单磁极的磁体,也不存在多个磁极的磁体)(2)磁体具有指向性:①将指向南方的极取名为南极(S极);②指向北方的极取名为北极(N极);5.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(1)吸引:①异名磁极相互吸引;②磁体吸引铁钴镍;(2)排斥:同名磁极相互排斥;6.磁场:(1)定义:任何磁体周围存在一种看不见的特殊物质,称为磁场。
(磁场是真实存在的)(2)基本性质:是对放入其中的磁体产生磁力的作用;(3)方向:磁场不但有强弱,而且有方向;规定:小磁针在磁场中某点静止时,小磁针北极(N极)所指的方向规定为该点的磁场方向。
7.磁感线:(1)定义:描述磁场强弱和方向的带箭头的曲线;它是一种假想的曲线,不是真实存在的,是一种模型;(虽然不存在,但也不是凭空想象出来的);(2)方向:①磁体外部:磁感线的方向是N极到S极;②磁体内部:从S极到N极;③磁感线上某点的磁场方向是该点的切线方向(3)特点:①磁感线越密的地方,磁场越强,越疏的地方,磁场越弱;②任何两条磁感线不能相交。
N N磁场的强弱:A处最强,C处次之,B处最弱8.地磁场:(1)概念:地球周围存在的磁场叫做地磁场;(2)特点:①地磁的南极在地理的北极附近;②地磁的北极在地理的南极附近。
【例题1】关于磁现象,下列说法正确的是()A.小磁针放入磁场中静止时,N极所指方向为该点的磁场方向B.地球周围存在磁场,所以它周围的磁感线是真实存在的C.地球是一个巨大的磁体,地磁的南北极跟地理的南北极是完全重合的D.铜、铁、铝和磁体靠近时,都会受到磁力的作用【答案】A【解析】解:A、小磁针放入磁场中静止时,N极所指方向为该点的磁场方向,故A说法正确;B、地球周围存在磁场,可以用磁感线来形象描述地球周围的磁场,磁感线不是真实存在的,故B说法错误;C、地球是一个大磁体,地磁的南北极和地理的南北极不完全重合,故C说法错误;D、铁、钴、镍等金属材料做成的物体靠近磁体时,或受到磁力的作用,故D说法错误;故选:A。
磁粉检测(MT)的I级、II级考试总复习要点
磁粉检测(MT)的I级、II级考试总复习要点第1章钢铁工艺及无损检测概论1、冶金学知识按化学成分,钢的分类方法是什么?(答案:非合金钢、合金钢)碳钢的分类方法是什么?(答案:高、中、低合金钢)合金钢的分类方法是什么?(答案:高、中、低碳钢)钢材经冷轧后的表面硬度如何变化?(增加)轧制会产生哪些缺陷?(答案:分层、折叠)金属材料的使用性能(或工艺性能)有哪些?(答案:力学性能、物理性能、化学性能)钢材热处理的目的是什么?(答案:改变组织结构,进而改变机械性能)钢材的热处理应力有哪些?(答案:热应力、组织应力)不连续性的定义是什么?(答案:钢材正常组织结构或外形的间断)不连续性(缺陷的正式称谓)对材料的影响体现在哪些方面?(答案:材料的使用性能)材料的使用性能包括哪些性能?(答案:力学性能;物理性能;化学性能)材料的使用性能的重要性体现在哪些方面?(材料的应用范围、使用安全可靠性和使用寿命)2、五大常规方法超声波的频率规模是什么?(20Hz~20kHz)超声探伤的道理是基于金属的什么性子?(传声性)压电晶片的作用是什么?(将电能转换为机械能、将机械能转换为电能)超声检测适用于哪些金属材料?(几乎所有金属材料)射线探伤法的应用范围是什么?(几乎所有固体材料)射线照相的清晰度与哪些因素有关?(焦距:焦距越大,清晰度越差)射线法容易检出哪些缺陷?(焊缝中未焊透、棒材中气孔、锻钢中夹杂物等)射线法不容易检出哪些缺陷?(钢板中分层、工件表面很小缺陷)涡流检测的道理是什么?(电磁感应)涡流检测的特点是什么?(不使用耦合剂、非接触)涡流检测可以用来干什么?(答案:①探伤;②测量涂层厚度;③分钢)漏磁探伤的道理是什么?(铁磁金属被磁化在缺陷处发生漏磁场)漏磁探伤的检测范围是什么?(表面近表面)漏磁探伤可否用于高温状态?(温度达到居里点以上时,否)渗入渗出探伤的道理是什么?(毛细现象)渗透探伤适于检测哪些缺陷?(表面开口缺陷)渗透探伤的四个基本过程是什么?(渗透、清洗、显像和观察)渗透液粘度与其渗入缺陷能力的关系是什么?(粘度越小,渗入缺陷的能力越强)电磁超声检测的最大特点是什么?(无需使用耦合剂)电磁超声的换能机理是什么?补充:无损检测公知常识常用无损检测方法及其英文缩写是什么?(补充:目视VT)目视检测首要包括哪些方法?(谜底:放大镜、直接目视、内窥镜)探测深度最大的无损检测方法是哪种方法?(超声)一般可探缺陷的最小深度是多深?(为保证探伤信噪比达到10dB,一般认为可检出缺陷深度是表面不平度的3倍)3、无损检测概论无损检测手艺在国民经济中地位是由什么决定的?(安全性、可靠性、经济性)无损检测的应用特点有哪些?(正确选择NDT方法、正确选择NDT时机、综合应用各种NDT方法)影响无损检测可靠性的因素是什么?(操作方法的选择、被检对象的情况、无损检测装置)无损检测1级和2级人员职责是什么?(参照GB/T 9445-2008)冶金无损检测职员资格判定与认证规则》是根据什么原则制订的?(GB/T 9445(等同ISO9712))冶金无损检测人员证书的有效期为多长?(5年)无损检测人员的资格鉴定能证明什么?它代表操作授权吗?(①能力;②否)第2章磁粉检测物理基础磁铁的二个磁极具有何种性质?(不可分开性)铁磁材料三大特点是什么?(磁滞性、磁饱和性、高导磁性)磁力线如何描述磁场强度?(磁力线密集处的磁场强、磁力线切线方向表示磁场方向)磁力线的特性有哪些?(彼此不相交;磁极处最稠密;具有最短路径;是封闭的环)磁场强度和磁感应强度是什么量?(矢量:具有强度和方向)磁场强度和磁感应强度分别用什么符号表示?(H、B)磁场强度与磁感应强度的关系式是什么?(H=B/μ)磁场强度在国际单位制中和在工程上的单位分别是什么?(A/m,XXX)XXX与A/m的换算关系是什么?(1 A/m=4×l0—3奥斯特)计算磁场强度的术语是什么?(安匝数)电流方向与磁场方向的关系如何确定?(右手定章)铁磁性材料中磁感应线与电流方向的关系如何?(成90°角)熟练使用教材P25上(2-36)式计算圆柱导体表面的磁场强度。
矿物加工磁选复习资料
矿物加工磁选复习资料1磁化:对强磁性矿物有自发磁化和技术磁化两种过程,自发磁化是本身内部电子的静电交换作用而产生,对外不显磁性;技术磁化是在外磁场作用下,对外显示磁性,常说的磁化指技术磁化。
2磁畴:铁磁质中,由于静电交换作用,原子磁矩自发磁化达到饱和状态的微小区域。
3磁畴壁:相邻磁畴的自发磁化方向不同,它们之间的间隙存在着一过渡层。
自发磁化:铁磁性材料内部的原子磁矩以某种方式排列,没有外部磁场的作用。
磁化到一定程度的现象称为自发磁化。
5磁化强度:是单位体积物体的磁矩,它表示物体在外磁场作用下被磁化的强度。
6.物体的磁化率:表示物体磁化的困难程度。
单位体积物体在单位磁场强度的外磁场中产生的磁矩。
7.材料的磁化率:表示磁化物体的难度。
它是每单位体积物体在每单位磁场强度的有效磁场中产生的磁矩。
8物体的比磁化系数:单位质量的物体在单位磁场强度的外磁场中所产生的磁矩。
9物质的比磁化系数:单位质量的物体在单位磁场强度的有效磁场中所产生的磁矩。
10磁场磁力:hgradh是反映磁系统对磁选机分选空间内矿物作用能力的物理量。
hgradh越大,对矿物质的吸引力就越大。
11比磁力:单位质量颗粒上的磁力。
12磁场梯度:指单位距离内磁场强度沿磁场强度最大变化率方向的变化值。
如果磁场梯度处处为零,则为均匀磁场,如果不为零,则为非均匀磁场。
磁场梯度越大,不均匀程度越高。
13磁性率(还原度):矿石在(还原焙烧矿)氧化亚铁(feo)含量与全铁含量的百分比,用来表示矿石的磁性(还原焙烧成磁性矿物的程度),磁性率用来表示单一磁铁矿石的磁性时才比较准确。
14磁率:(磁变化率)、矿石(焙烤产品)中磁性矿物的总铁(TFE)含量百分比和原矿(焙烤产品)的总铁(TFE)含量,记录为MTE/TFE×100%,可真实反映原矿(焙烤产品)的磁性度。
15非均匀系数:是单位磁场强度的磁场梯度,它比磁场梯度更便于表示磁场的非均匀性,磁选机中各点的c值不同。
第1章磁学与磁性材料基础知识PPT课件精选全文完整版
( )
H
d
=
NxM xi
+ NyMy
j
+ NzMzk
( )
Fd
=
1 2
m0
N
x
M
2 x
+
N
yM
2 y
+
NzM
2 z
N x + N y + N z = 1
球体:Fd = (1/ 6)m0M 2
( ) 细长圆柱体:Fd = (1/ 4)m0 M x2 + M y2
薄圆板片:Fd = (1/ 2)m0M z2
适用条件:磁体内部均匀一致,磁化均匀。
16
1.2. 材料的磁化
▼磁化曲线
表示磁场强度H与所感生的B或M之间的关系 O点:H=0、B=0、M=0,磁中性或原始退磁状态 OA段:近似线性,起始磁化阶段 AB段:较陡峭,表明急剧磁化 H<Hm时,二曲线基本重合。 H>Hm后,M逐渐趋于一定值 MS(饱和磁化强度),而B 则仍不断增大(原因?) 由B-H(M-H)曲线可求 出μ或 χ
FeO, MnO, NiO, CoO, Cr2O3, FeCl2, FeF2, MnF2, FeS, MnS
右图是1938 年测到的MnO 磁化率温度曲线,它是被 发现的第一个反铁磁物质, 转变温度 122K。
38
T
p
该表取自Kittel 书2005中文版p236,从中看出反铁磁物质的 转变温度一般较低,只能在低温下才观察到反铁磁性。
2
磁极和电流周围都存在磁场,磁场可以用磁力线表示:
磁力线特点:
从N极出发,进入与其最邻近的S极,并形成闭合回路; 通常呈直线或曲线,不存在呈直角拐弯的磁力线; 任意二条同向磁力线之间相互排斥,因此不存在相交的磁力线;
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。
整理磁性材料的基本特性
精品文档一 •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Te: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+cPe 卩f2t2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 rz m [r 厶 r _®柜形回线磁滞回线及磁导率随磁场强度的变化曲线 (㉚普通回线・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。
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 X nA+y x nB + z xnC = 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。
磁应用技术复习
《磁路设计与磁性器件》复习资料1.物质磁性分为抗磁性(抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值,如Bi、Cu、Ag、Au等金属)、顺磁性(顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10-5、如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质。
)铁磁性(Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10-3数量级)和反铁磁性(反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO。
)2.按制造工艺和成分,磁性材料分为永磁材料(铸造永磁:铝镍钴、烧结永磁:铁氧体+金属磁、可加工永磁:铁铬钴、铁钴钒、铂钴、铂铁、锰铝碳、粘结永磁:铁氧体、铝镍钴、稀土)、软磁材料(金属软磁;硅钢(Fe-Si)+坡莫合金(Fe-Ni)+金属铁粉芯(FeSi-Al、FeNiMo)+非晶、钠米晶(Fe基Co基)、铁氧体、)、矩磁材料(磁记录介质材料+磁记录头材料+磁存储材料)、旋磁材料(YIG、RIG)和压磁材料(磁致伸缩、压敏、磁敏)。
3.磁性材料的应用主要有永磁体的机械应用、电声应用、电磁(机)应用和磁性密封;软磁磁芯如开关电源、电感器、变压器磁芯。
4.常见磁力除铁器的结构形式有:平板式、辊筒式和管道式等。
5.按换能机理和结构形式,扬声器分为动圈式(电动式)、电容式(静电式)、压电式(晶体或陶瓷)、电磁式(压簧式)、电离子式和气动式等。
6.扬声器有两个接线柱(两根引线),当单只扬声器使用时两根引脚不分正负极性,多只扬声器同时使用时两个引脚有极性之分。
7.电动纸盆式扬声器的工作原理永磁体产生永久磁场,音圈处于磁场中;当音圈有音频电流通过时,就产生随音频电流变化的磁场;这一磁场和永久磁铁的磁场发生相互作用,使音圈沿着轴向振动,带动振膜振动,从而拢动空气,发出声音。
8.电动纸盆式扬声器的结构。
9.扬声器的主要性能指标有:灵敏度、频率响应、额定功率、额定阻抗、指向性以及失真度等参数。
10.电磁炉的结构和工作原理采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理;(1分)电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场;(1分)当含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),(2分)涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能(故:电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。
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。
2022年中考物理复习-专题38 电与磁的转换【有答案】-【2022年】中考物理二轮专项复习核心考点
专题38 电与磁的转换【核心考点讲解】一、电生磁1、电流的磁效应奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场,磁场方向跟电流的方向有关。
这种现象称为电流的磁效应。
2、通电螺线管的磁场(1)通电螺线管外部磁场与条形磁体磁场相似。
(2)通电螺线管两端的磁场方向跟电流方向有关,磁场方向与电流方向的关系可用安培定则判断。
3、安培定则及其应用(1)安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
(2)通电螺线管比通电导线磁性强的原因:各圈导线产生的磁场叠加在一起。
(3)应用:根据小磁针的指向,判断通电螺线管中电流方向。
4、电磁铁(1)电磁铁的铁芯:软磁性材料。
(2)电磁铁插入铁芯后磁性加强的原因:铁芯被磁化使磁性加强。
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素:①电磁铁通电有磁性,断电无磁性;②匝数一定,电流越大,电磁铁的磁性越强;③电流一定,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强;④插入铁芯电磁铁的磁性会更强。
(4)探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验电路图:用吸引大头钉个数显示磁性强弱。
(转换法)(5)电磁铁应用:电磁起重机、电磁继电器、电冰箱、吸尘器、电动机、发电机、洗衣机。
5、电磁继电器(1)概念:用低电压弱电流控制高电压强电流设备。
(2)实质:一种由电磁铁控制的开关。
(3)工作原理图:6、磁场对通电导线的作用(1)通电导体在磁场里受到力的作用。
力的作用方向与电流方向、磁场方向有关。
(2)当电流方向或磁场方向两者中的一个发生改变时,力的方向随之改变;当电流方向和磁感线方向同时发生改变时,力的方向不变。
7、电动机(1)工作原理:根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动制成。
(2)能量转化:电能转化为机械能。
(3)构成:由转子和定子两部分组成。
(4)换向器作用:线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续转动。
(5)改变电动机转动方向的方法①改变电流方向。
②改变磁感线方向。
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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。
6、物质磁性的分类,抗磁性特点,顺磁性特点,铁磁性特点,反铁磁性特点,亚铁磁性特点,各种磁性的磁化曲线的区别,居里温度,奈耳温度,居里外斯定律物质是由原子(离子)或分子组成的,绕原子核运动的电子具有轨道磁矩和自旋磁矩,因此磁性是物质的基本属性,任何物质都具有磁性。
不同物质在磁场中的行为表现不同,这不但取决于其构成固体后的原子(离子)或分子是否具有磁矩,而且和其固体的结构,晶体场的类型,相邻原子、电子之间是否具有相互作用,及这种相互作用的类型等因素有关。
抗磁性(任何物质都有),磁化率是很小的负值,与温度磁场无关,加一个磁场,即就感应出方向相反的磁场(磁化率X=M/H).顺磁性:磁化率X很小的负值,顺磁性的物质磁化率随着温度在发生变化,其服从居里—外斯定律。
对于顺磁性的图像里,看X-T的图像可以知道,当温度很低时,逐渐和外磁场方向一致,温度无限接近于0,理想状态下,温度为0,与外磁场方向一致。
铁磁性:X为很大的正值,铁磁性物质服从居里外斯定律,当铁磁性物质比临界温度高时,铁磁性物质转化成为顺磁性物质。
当降温到各自居里温度,又变化成为铁磁状态。
反铁磁性:当T大于T N时,遵从顺磁状态(居里—外斯定律),当T小于T N时,没有规律,磁化率不再增大。
T N为奈尔温度,是顺磁到反磁的转化温度。
抗磁性:当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性。
Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质。
在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M。
抗磁性物质的原子(离子)的磁矩应为零,即不存在永久磁矩。
当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性。
所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化。
抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值。
顺磁性:顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩。
但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性;在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性。
磁化强度与外磁场方向一致,为正,而且严格地与外磁场H成正比。
顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度。
其磁化率H与绝对温度T成反比。
式中,C 称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小。
顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10-5。
一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质。
铁磁性:对诸如Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性。
铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性。
其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小。
铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场。
铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向(相应于稳定状态),在物质内部形成许多小区域——磁畴。
每个磁畴大约有1015个原子。
这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态。
这种自生的磁化强度叫自发磁化强度。
由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化。
因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在。
铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失。
这一温度称为居里点。
在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,式中C为居里常数。
反铁磁性:反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列。
在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列。
两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体。
反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO。
不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率为正值。
温度很高时,极小;温度降低,逐渐增大。
在一定温度时,达最大值。
称为反铁磁性物质的居里点或尼尔点。
对尼尔点存在的解释是:在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率几乎接近于0。
当温度上升时,使自旋反向的作用减弱,增加。
当温度升至尼尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为。
(P12、14)居里温度:材料在铁磁体和顺磁体之间改变的温度,即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度,也可以说是发生二级相变的转变温度。
奈耳温度:反铁磁性材料转变成为顺磁性材料所需要达到的温度。
居里外斯定律:是电介质材料研究中非常重要的一个定律,其描述介电常数或磁化率在居里温度以上顺磁相的关系。
7、磁化,磁化曲线,剩磁,矫顽力,磁滞回线,退磁曲线,磁能积,退磁场矫正铁磁性、亚铁磁性材料属于强磁性材料,这类材料与具有抗磁性、顺磁性、反铁磁性等磁性特征的材料的区别在于它们对于外加磁场有明显的响应特性,即被磁化,这说明材料的状态随外磁场强度的变化而发生变化,这种变化可以用磁化曲线和磁滞回线来表征。
磁化曲线:是表示磁场强度H和所感生的磁感应强度B或者磁化强度M之间的关系。
工程技术中常用B-H关系,物理学中常用M-H关系。
磁化曲线反映了M或B对H的比值,所以从磁化曲线上面可以获得磁化率或者磁导率。
剩磁:材料磁化到饱和以后,逐渐减小外加磁场,材料中对应的M或者B也随之减小,但是并不会沿着初始的磁化曲线返回。
当外磁场减小到零时,材料仍然保留一定大小的磁化强度或者磁感应强度,称为剩余磁化强度或剩余磁感应强度,用M 和B 表示简称剩磁矫顽力:在反方向增加磁场,M或B持续减小,当反向磁场达到一定值时,满足M=0或者B=0,此时的场强度磁场强度H称为矫顽力,用M H c(内禀矫顽力)或B H c(磁感应矫顽力)表示,通常|M H c|>|B H c|,矫顽力的物理意义是表征材料磁化以后,保持磁化状态的能力。
有效磁场=外磁场—退磁场第二章8、原子磁性来源,原子外电子排布规律(P19)9、电子的轨道磁矩,玻尔磁子,电子轨道磁矩的量子化(P21-22)10、电子自旋磁矩,电子自旋轨道角动量耦合(P23-P24)电子除了绕核作轨道运动外,还有自旋运动,固有自旋角动量。
自旋角动量在外磁场中的分量只取决于自旋量子数m s。
角动量耦合:由几个角动量互相作用得到一个总的、确定的角动量的组合方式,称为角动量耦合,其实质就是矢量的加和。
11、j j耦合,LS耦合,洪德定则,朗德因子,有效磁矩,原子量子态的光谱学标记(P24--26)j-j 耦合:适用于原子序数Z>82 的原子,在这类原子中,同一电子自身的轨道-自旋耦合(l-s)较强,各电子的轨道角动量l和自旋角动量s先合成为电子的总角动量j,然后各个电子的总角动量j再合成为该电子壳层的总角动量J。
L-S耦合:适用于原子序数较小的原子,在这类原子中,不同电子之间的轨道-轨道耦合和自旋-自旋耦合较强,而同一电子的轨道-自旋耦合较弱,因而,各个电子的轨道角动量和自旋角动量先分别合成为个总轨道角动一个总轨道角动量P L和总自旋角动量P S,然后,总轨道角动量和总自旋角动量再耦合成为该支壳层电子的总角动量P J。
原子序数Z≤32的元素都采用这种耦合方式。
原子序数Z>32到Z<82 之间元素角动量的耦合方式将逐渐地从第一种方式。
gJ称为朗德因子:重要:原子磁矩的计算Fe原子:Z=26,电子分布是….3d6由洪特规则1: 5个电子自旋占据5个+1/2的m s的状态,另一个只能占据-1/2的m s的状态,所以总的自旋s: S=5*1/2-1*1/2=2同理根据洪特定则2:总轨道角动量L=2+1+0+(-1)+(-2)+2=2 (m l=0,+1, +2)电子数超过半数,根据洪特定则3:L-S耦合的总角动量J有:J=L+S(=4)所以朗德因子g J:g J=3/2所以Fe原子的有效磁矩为:Fe原子的总自旋磁矩为:Cr3+离子:Z=24,电子分布是….3d312、轨道角动量冻结,3d能级劈裂的机理轨道角动量冻结:在晶场中的3d过渡金属的磁性离子的原子磁矩仅等于电子自旋磁矩,而电子的轨道磁矩没有贡献,此现象称为轨道角动量冻结。
物理机理:过渡金属的3d电子轨道暴露在外面,受晶场的控制。