磁性材料磁记录材料共44页
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磁记录材料
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磁记录材料
磁记录材料
*20世纪80年代出现的其它存储设备：光盘、固态存储器 （如U盘等） *光记录的特点：非接触式记录，存储密度高、容量大，性 价比高 缺点：信息的读写需要精密跟踪伺服的光学头，光盘驱动 器价格较贵，数据传输速度慢
*固态存储器的特点：没有运动部件，可靠性高，可以高速 随机存储，不需电池供电，数据为不挥发性 缺点：存储量较小，价格高
*常用材料：Fe-M(V，Nb，Ta，Hf等)-X(N，C，B)
6.2 磁头及磁头材料
五、多层膜磁头材料 *特点：与微晶薄膜相比，多层薄膜进一步抑制了晶粒 的生长，实现了低磁致伸缩 BS高，HC低 缺点：耐热性差
6.2 磁头及磁头材料
2 磁头材料 一、合金磁头材料 *常用材料：含钼坡莫合金、仙台斯特合金 *合金磁头材料的优点：高磁导率、高饱和磁化强度、 矫顽力低等。 缺点：涡流损耗大
二、铁氧体磁头材料 *常用材料：Ni-Zn、Mn-Zn *优点：损耗低，材质硬，抗腐蚀性比金属好。 *缺点：饱和磁化强度低 在提高记录密度上存在困难
*调频：以调制信号去控制载波的频率，使载波的频率按调 制信号的规律变化。特点：其频率随调制信号振幅的变化而 变化，而它的幅度却始终保持不变。
6.1 磁记录材料概述
6.1 磁记录材料概述
3 数字式磁记录
*根据磁化强度与记录介质的取向，数字式磁记录可分为水 平磁化模式和垂直磁化模式两类。
6.1 磁记录材料概述
磁记录材料
磁记录材料
定义：被外加磁场磁化以后，除去外磁场，仍能保留 较强磁性的一类材料。 *基本要求： （1）Br要高；（2）Hc要高；（3）(BH)max要高； （4）材料稳定性要高。 *种类：
（1）金属永磁材料：Al-Ni-Co系和Fe-Cr-Co系永磁合金； （2）铁氧体永磁材料：以Fe2O3为主要组元的复合氧化物强磁 材料；特点：电阻率高，适合高频和微波领域应用； （3）稀土永磁材料：以稀土族元素和铁族元素为主要成分的合 金间化合物，包括SmCo5系、Sm2Co17系以及Nd-Fe-B系。 特点：磁能积高，应用领域广泛。
磁记录材料
磁记录材料来源：世界化工网（）随着电子信息技术的迅速发展，对信息记忆、存贮、记录的技术及其材料的要求相应提高。
单从计算机配套的信息存贮问题看．计算机的内存贮和外存健系统，以及用于档案、文献资料、图书管理、办公事务等各项情报管理工作中的存贮，都需要性能越来越高的新器件和新材料。
从目前看仍以磁记录为主，这是因为磁记录器件能实现记录与重放，能多次重复使用，所以得到广泛应用。
一、基本概念磁记录材料是指那些通过磁的作用可以直接理集、记录、存贮、传递信息的材料。
通常又把这种材料叫做磁记录载体、介质或媒体。
因此，凡是能转换成磁能的一切信号源，不管是机械的、电的，还是化学的、光学的都可以记录在这种材料上。
所以，就其本质意义上，又可以说，凡是能对磁的作用发生变化，能够直接形成各种形式信息的材料均称为磁记录材料。
随着工业发展和科学技术的进步，磁记录材料也日趋完善达到了如此完美的程度。
由最初单纯记录声音的本能作用逐步延伸到能记录和重现各种信息，并广泛地应用于通讯、J“播、电影、电视、文教卫生、电子计算机、地质勘探、资源卫星、数据处理以及军事科学领域。
为丰富人们的精神与物质文明、促进科学技术和国民经济现代化发展，起着越来越重要的作用。
二、磁记录材料的特点与性能1.磁记录的材料的特点（1）产品特点①记录简便，快速准确磁纪律材料的应用不需要很多的设备和严格的磁记录加工条件，投资少，，成本低，经济和社会效益高，而且对所记录的材料，能够全面而真实地记录上并立刻显示出来。
②反复使用，便于复制磁记录材料具有反磁化进行退磁的特性，可以通过消磁来消除原有的讯号和记录新的讯号。
这样的过程可以反复进行多次，林外，通过高速和热磁及其他复制凡是，使已经获得的音像，图像，数据等各种信息，可以再短短的几分钟内进行成倍的翻版复制。
③信息贮量大，记录密度高不仅单声迹可以记录很高的密度，而且通过改变记录方式和介质运行速度，就可以在同样长度和宽度上，同时记录多条磁迹，其记录密度和容量就可大为提高。
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
磁光记录材料
图12-9 擦去过程
磁光盘的构造： 磁光盘的构造如图12-10 所示。
图12-10 磁光盘的构造
1.纹间，纹间存贮信息， 2.导向纹路，寻址用 3. 基片一般为聚碳酸脂， 4.保护膜，常用SiN、SiO， 作用使磁光薄膜性能稳定，不被氧化。 5. 磁光薄膜，30微米 6.反射层，常用铝,作用使入射光产生多次反射，从
（3）巨磁电阻产生机理 磁场ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电子自旋的散射。
（4）需要控制的参数 铁磁性颗粒的平均直径、形状分布及
平均间距； 电子在非磁性相中的平均自由程； 合金成分。
三. 金属多层膜巨磁电阻材料 1. 金属多层膜的结构
2. 图12-15 多层膜巨磁电阻材料示意图
2．性能
图12-16 Fe/Cr,Co/Cu多层膜的电阻比与外磁场的关系曲 线
（2）合金系 磁性相：Fe、Co 非磁性相：Ag、Cu
5．Co系纳米颗粒薄膜 合金成分 Co -Cu Co-Ag
MR比与Co含量的关系，见图12－13
图12-13 Co-Ag颗粒薄膜的磁电阻效应与Co含量 的关系
（3）微观结构
图12-14 Co –Cu的微观结构
(2)制备方法 共蒸发、共溅射、离子注入、快淬， 块体－机械合金法
b. 多层膜 电阻变化率: 10～100％
（ 3 ） 庞 磁 电 阻 材 料 (CMR, colossal magnetoresistance)
电阻变化率: 105～108 ％
MR效应与材料进展见图12-12
图12-12 MR效应与材料进展
二. 纳米颗粒巨磁电阻材料 1．纳米颗粒
直径小于100nm的颗粒称为纳米颗粒。
但如果积层为下述的三明治结构：铁 磁性A/非铁磁性绝缘层/铁磁性B，则隧 道电子的自旋将受到铁磁性A、铁磁性B 自发磁化Ms的影响。换言之，由于两层 铁磁性层自发的作用，右旋自旋和左旋 自旋电子穿过隧道的几率不同，并由此 产生了巨磁电阻效应。
(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
(完整版)磁性材料
（原子核的磁矩比电子磁矩小三个数量级， 一般情况下可忽略不计。）
原子的总磁矩应是按照原子结构和量子力学规律将原子中 各个电子的轨道磁矩和自旋磁矩相加起来的合磁矩。
（洪德法则） 磁性是物质的基本属性！
磁学基本概念：
磁场强度：指空间某处磁场的大小，用H表示，它的单 位是安/米（A/m）。 磁化强度：指材料内部单位体积 的磁矩矢量和，用M表 示，单位是安/米（A/m）。 磁 化率：物体在磁场中被磁化的程度与磁化场的强度有 关，其关系为M= χ H，χ即为磁化率。 磁感应强度： 磁感应强度B的定义是：B=μ0(H+M)， 其中H和M分别是磁化强度和磁场强度，μ0是一个系 数，叫做真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，单 位是特（T）。 磁导率：磁导率的定义是μ=B/H，是 磁化曲线上任意 一点上B和H的比值。磁导率实际上代 表了磁性材料被
3.78 131.3 1.24
Kittel 书数据（2002） 它们的 电子壳层都是满壳层，所以原子磁矩为零。 在CGS单位 制下，抗磁磁化率的典型值是10-6cm3·mol-1 。 统一换成体积磁化率的数值，量级是10-6。 换成 SI 单位制下应乘以4π，量级在10-5。
一些抗磁性金属在20℃时的克分子磁化率（CGS单位）：
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。
该表取自Kittel 书2005中文版p236，从中看出反铁磁物质的 转变温度一般都很低，只能在低温下才观察到反铁磁性。
在西方，据传说，磁性首先是被
一个牧羊人发现的。他注意到他
的木棍的铁端，被一块石头所吸 引。这种石块在小亚细亚(Asia Minor)、马其顿的Magnesia地区 以及爱奥尼亚的Magnesia城都被 发现过。人们相信“Magnetism”一 字就是来源于这些地名。
原子的总磁矩应是按照原子结构和量子力学规律将原子中 各个电子的轨道磁矩和自旋磁矩相加起来的合磁矩。
（洪德法则） 磁性是物质的基本属性！
磁学基本概念：
磁场强度：指空间某处磁场的大小，用H表示，它的单 位是安/米（A/m）。 磁化强度：指材料内部单位体积 的磁矩矢量和，用M表 示，单位是安/米（A/m）。 磁 化率：物体在磁场中被磁化的程度与磁化场的强度有 关，其关系为M= χ H，χ即为磁化率。 磁感应强度： 磁感应强度B的定义是：B=μ0(H+M)， 其中H和M分别是磁化强度和磁场强度，μ0是一个系 数，叫做真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，单 位是特（T）。 磁导率：磁导率的定义是μ=B/H，是 磁化曲线上任意 一点上B和H的比值。磁导率实际上代 表了磁性材料被
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Kittel 书数据（2002） 它们的 电子壳层都是满壳层，所以原子磁矩为零。 在CGS单位 制下，抗磁磁化率的典型值是10-6cm3·mol-1 。 统一换成体积磁化率的数值，量级是10-6。 换成 SI 单位制下应乘以4π，量级在10-5。
一些抗磁性金属在20℃时的克分子磁化率（CGS单位）：
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。
该表取自Kittel 书2005中文版p236，从中看出反铁磁物质的 转变温度一般都很低，只能在低温下才观察到反铁磁性。
在西方，据传说，磁性首先是被
一个牧羊人发现的。他注意到他
的木棍的铁端，被一块石头所吸 引。这种石块在小亚细亚(Asia Minor)、马其顿的Magnesia地区 以及爱奥尼亚的Magnesia城都被 发现过。人们相信“Magnetism”一 字就是来源于这些地名。
磁性材料及其应用PPT课件(2024版)
磁制冷材料
磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术 ，基本原理 是借助磁制冷材料的磁热效应（magnetocaloric effect） 即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而等温退磁 时从外界吸取热量，以达到制冷目的
环境友好：无环境污染和破坏 高效节能: 卡诺循环效率可达到 60~70％ 稳定可靠
r
0
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
用于核磁共振成像仪及磁选 机等的烧结NdFeB永磁材料
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－60mm
各种规格的圆片形烧结NdFeB
永磁材料
尺寸范围：外径Ф2mm－ Ф160mm；
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
（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
磁性材料-磁记录材料概要共44页
END
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
磁性材料-磁记录材料概要
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒