半硬磁材料
磁性材料BH特性测量讲义
近代物理实验讲义BH特性测量南京理工大学物理实验中心2009.1.20BH特性测量引言磁性材料是我们广泛使用的一类材料，它与我们的生产生活紧密相关。
许多生产设备上都安装有由磁性材料制成的部件，比如发电机中的永磁体、电动机中的转子、各类电磁铁中的铁芯、用于密封润滑的磁性液体，还有磁性液体选矿。
近年来兴起的纳米技术更是使磁性材料研究和应用达到了新的高度。
纳米磁性材料由于具有单畴结构导致的高矫顽力或者尺度小于磁畴而导致的超顺磁状态而在高密度磁存储和生物医学方面展现出了诱人的应用前景。
我们使用的磁性材料根据其矫顽力的大小可以分成三类，即硬磁材料、半硬磁材料、软磁材料。
其中硬磁材料具有很高的矫顽力，适合用于需要永久磁场的场合，比如电机定子中的磁瓦、扬声器中的永磁体等等。
磁性参数的测试是评价一种磁性材料应用潜力的一个重要手段，因此我们有必对各种磁性材料的次性能进行测量。
一、实验目的A 掌握磁化曲线和磁滞回线中涉及的各类物理量的物理含义，及其对于应用的参考价值；B掌握HT610 B-H硬磁材料测量系统的结构和测量原理；C 掌握利用该系统研究硬磁材料（AlNiCo合金）的退磁曲线、磁滞回线；研究被测材料的磁特性，即B r（剩磁）、H c（矫顽力）、（BH）max（最大磁能积）、Rs（矩形比）等几项基本磁性能参数的方法。
二、实验设备HT610 B-H硬磁材料磁特性测量仪，计算机，待测的硬磁样品（AlNiCo 合金）三、实验原理在铁磁性材料中由于磁矩之间的交换作用，它们会自发的沿平行方向进行排列。
由于磁体本身具有一定的几何尺寸，当所有原子的磁矩都同向排列时将会导致磁体表面产生表面磁极。
表面磁极会在磁体内部产生退磁场，磁体内的原子磁矩与退磁场相互作用，具有退磁场能。
为了降低退磁场能磁体会由单畴结构转变为多畴结构，即由整个磁体内部所有原子磁矩一致取向转变为由一系列小的区域构成，在每个小的区域内部原子磁矩取向基本相同，但是不同区域内部的原子磁矩取向具有随机性。
钴在高性能磁性材料中的应用
钴在高性能磁性材料中的应用顾其德【摘要】在2012年的国际钴发展协会年会上，来自英国阿诺德磁技术公司（Arnold Magnetic Technologies Corp．）的专家Steve Constantinides先生作了关于钴在高性能磁性材料中应用的报告，本文编译了其中部分内容，旨在使读者对钴在磁性材料领域的应用情况有一个概括了解．【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】2页(P58-59)【关键词】磁性材料;应用;性能;钴;磁技术【作者】顾其德【作者单位】安泰科信息开发有限公司【正文语种】中文【中图分类】TM27在2012年的国际钴发展协会年会上，来自美国阿诺德磁技术公司（Arnold Magnetic Technologies Corp.）的专家Steve Constantinides先生作了关于钴在高性能磁性材料中应用的报告，本文编译了其中部分内容，旨在使读者对钴在磁性材料领域的应用情况有一个概括了解。
磁性材料最早开始使用是在公元前6世纪，距今已有2000多年的历史，最早用于航海，指示航向。
许多现代科研和商业应用的磁性材料除了含铁之外，还含钴以提高铁磁性能。
钴在磁性材料领域的应用主要集中在钕铁硼、钐钴和铝镍钴等产品，其中铝镍钴多数采用回收钴，对原生钴的消费没有太大贡献；钐钴对钴的需求量比较大；钕铁硼只有部分产品会添加少量钴以改善产品性能。
磁性材料可分为三大类：软磁、半硬磁以及硬磁（即永磁）。
软、硬指的是材料磁化的难易程度，软磁容易磁化而硬磁磁化较困难。
另外磁性材料也可以根据加工方法分类，比如淬火硬化钢（钴、铁）、沉淀硬化合金（铝镍钴）、冷加工合金（钴、铁、钒）、有序结构合金（铂、钴合金）、单域磁粉（钐钴）等。
钴是软磁材料、半硬磁材料、硬磁材料中必不可少的一种原料。
中国是世界上主要的磁性材料生产国。
目前，国内有磁性材料生产及相关企业约1096家。
在磁性材料领域，永磁铁氧体产值达62亿，均价1.5万元/吨；软磁铁氧体产值达93亿，均价3.1万元/吨；钕铁硼、钐钴、铝镍钴等金属磁体产值达110亿。
(整理)稀土永磁材料概述
稀土永磁材料概述从广义上讲，所有能被磁场磁化、在实际应用中主要利用材料所具有的磁特性的一类材料成为磁性材料。
它包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁泡材料和磁制冷材料等，其中用量最大的是硬磁材料和软磁材料。
硬磁材料和软磁材料的主要区别是硬磁材料的各向异性场高、矫顽力高、磁滞回线面积大、技术磁化到饱和需要的磁场大。
由于软磁材料的矫顽力低，技术磁化到饱和并去掉外磁场后，它很容易退磁，而硬磁材料由于矫顽力较高，经技术磁化到饱和并去掉磁场后，它仍然长期保持很强的磁性，因此硬磁材料又称为永磁材料或恒磁材料。
古代，人们利用矿石中的天然磁铁矿打磨成所需要的形状，用来指南或吸引铁质器件，指南针是中国古代四大发明之一，对人类文明和社会进步做出过重要贡献。
近代，磁性材料的研究和应用始于工业革命之后,并在短时间内得到迅速发展.现今,对磁性材料的研究和应用无论在广度或者深度上都是以前无可比拟的,各类高性能磁性材料，尤其是稀土永磁材料的开发和应用对现代工业和高新技术产业的发展起着巨大的推动作用。
永磁材料性能要求永磁材料的主要性能是由以下几个参数决定的1.2.1最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值。
这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。
1.2.2饱和磁化强度：是永磁材料极为重要的参数。
永磁材料的饱和磁化强度越高，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到的上限值越高。
1.2.3矫顽力：铁磁体磁化到饱和后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向外磁场称为矫顽力。
它表征材料抵抗退磁作用的本领。
1.2.4剩磁：铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的剩余磁化强度或剩余磁感应强度称为剩磁。
1.2.5居里温度：强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点。
居里温度高标志着永磁材料的使用温度也高。
稀土永磁材料的主要类型至今，稀土永磁材料已有两大类、三代产品第一大类是稀土-钻合金系（即RE-Co永磁），它又包括两代产品。
《磁性材料》基本要求
《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念：(1) 磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，μm =iS ，方向由右手定则确定，单位Am 2。
(2) 磁化强度（M ）：定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度，用M 表示，SI单位为A/m 。
CGS 单位：emu/cm 3。
换算关系：1 ×103 A/m = emu/cm 3。
(3) 磁场强度（H ）：单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。
SI 单位是A ·m -1。
CGS 单位是奥斯特(Oe)。
换算关系：1 A/m =4π/ 103 Oe 。
(4) 磁化曲线：磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中，磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。
(5) 退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。
(6) 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场。
该磁场被称为退磁场。
退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在：Hd=-NM 。
(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) ：磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2]；CGS 单位是高斯(Gauss)。
换算关系：1 T = 104 G 。
(8) 磁导率：定义为磁感应强度与磁场强度之比μ＝Ｂ／Ｈ，表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m -1）． (9) 起始磁导率：磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。
H B H i 00lim1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ= M /H(11) 居里温度：即铁磁性材料（或亚磁性材料）由铁磁状态（或亚铁磁状态）转变为顺磁状态的临界温度，在此温度上，自发磁化强度为零。
(12) 磁各向异性：磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。
包括：磁晶各向异性，形状各向异性，感生各向异性和应力各向异性等。
03、磁性材料和磁路及磁路基本定律
磁路及磁路基本定律
磁路及磁路基本定律
回顾
电路(Electric Circuit)
i2
i1
R2
R1
i4
R3
R4
E
1. 欧姆定律
2. Kirchhoff第一定律 （节点电流方程）
3. Kirchhoff第二定律 （回路电压方程）
磁路及磁路基本定律
比较
电路(Electric Circuit)
i2
i1
铜损
磁性器件绕组的电阻的直流铜耗 影响磁性器件的总损耗、温升和效率、
体积 所以绕组导线的直径不能取得过小
高频下的磁化曲线
B和H之间就存在相位差，即时间效应。交流磁场中曲线面积比直流磁场 的曲线面积大，且形状和大小也与磁场的变化频率有关。
磁性材料
开关电源技术——
磁性材料
磁性材料的划分(classifications)
磁滞损耗Ph
The area enclosed by the hysteresis loop is a measure of hysteresis loss per cycle.
涡流损耗Pe
剩余损耗Pc
由于磁化弛豫效应或磁性滞后效应引起 的损耗。所谓弛豫是指在磁化或反磁化 的过程中，磁化状态并不是随磁化强度 的变化而立即变化到它的最终状态，而 是需要一个过程，这个‘时间效应’便 是引起剩余损耗的原因。
相关标准
GJB1435－92 开关电源变压器总规范 GJB1521－92 小功率脉冲变压器总规范 GB/T15290-1994 电子设备用电源变压器和滤波扼流圈
总技术条件 GB/T9630－88 磁性氧化物制成的罐形磁芯及其附件
尺寸（IEC60133) IEC1007 磁性元件和铁氧体材料 IEC61248:1996 通信和电子设备用变压器和电感器
《材料性能》题库
《材料性能》题库“材料性能”题库⼀、判断题1.⼀切物质都是磁质，都具有磁现象，只是对磁场的响应程度不同。
（）2.材料热膨胀系数与其结构致密度有关，结构致密的固体材料具有较⼤的热膨胀系数。
（）3.热传导过程是基于声⼦和电⼦发⽣的。
（）4.材料的折射率越⼤，其对光的反射系数越⼤。
（）5.具有对称中⼼的晶体不可能有热释电效应。
（）6.所有压电体均具有热释电效应。
（）7.双电桥法测定材料的电阻的精度⾼的原因是这种⽅法可以⽤于消除接触电阻。
（）8.光导纤维远距离传输信号的应⽤是基于全反射原理。
（）9.材料低于居⾥温度时，⾃发极化为零。
（）10.脆性断裂就是解理断裂。
（）11.应⼒状态软性系数越⼤，材料越容易产⽣塑性变形。
（）12.材料的刚性事表征材料弹性变形的抗⼒。
（）13.简谐振动模型适⽤于材料的热膨胀过程。
（）14.热量由⾼温向低温传递为⾃发的传导过程。
（）15.磁场可通过等离⼦体⽅式产⽣。
（）16.材料离⼦的极化率越⼤，折射率也越⼤。
（）17.铁电体、热释电体和压电体均为介电材料。
（）18.具有对称中⼼的晶体不可能有压电效应。
（）19.压电体均具有铁电性。
（）20.材料⾼于居⾥温度时，⾃发极化为零。
（）21.激光晶体是线性光学材料。
（）22.断⼝有韧窝存在，那么⼀定是韧性断裂。
（）23.材料弹性是表征材料弹性变形的抗⼒。
（）24.通常磨损过程分为稳定磨损和剧烈磨损两个阶段。
（）25.两接触物体受压⼒并作纯滚动时，接触应⼒的最⼤切应⼒产⽣于物体表⾯。
（）26.固体材料的真线膨胀系数是⼀个常数。
（）27.磁化强度是抵消被磁化铁磁物质剩磁所需的反向外磁场强度。
（）28.热释电体必定具有压电效应。
（）29.激光晶体可以⽤于改变任何强度光的频率。
（）30.光的波长与材料散射质点的⼤⼩越接近，材料对光的散射越⼩。
（）31.帕尔帖效应原理可以⽤于设计热电偶温度计。
（）32.安培伏特计法测定电阻时，毫伏计的阻值与被测电阻的阻值差别越⼩，测定结果越准确。
铁磁材料静态特性实验中的退磁、稳磁研究
铁磁材料静态特性实验中的退磁、稳磁研究尹教建;刘将;张津浩;鲁海彤;刘彦民;周小岩;李静;韩立立;王军【摘要】采用静态直流法研究了软磁、半硬磁和硬磁三种铁磁材料的退磁特性,分析了2种不同形式的退磁曲线特性,探讨了退磁机理,以瑞利磁滞回线模型为例建立了退磁模型.研究了稳磁对3种铁磁材料磁滞回线的影响规律,确定了最佳稳磁次数,分析了磁滞回线不闭合的原因,建立了磁黏滞系数含碳量模型,实验结果表明该模型具有一定的合理性.【期刊名称】《物理与工程》【年(卷),期】2019(029)003【总页数】8页(P68-75)【关键词】铁磁材料;退磁曲线;稳磁;磁滞回线【作者】尹教建;刘将;张津浩;鲁海彤;刘彦民;周小岩;李静;韩立立;王军【作者单位】中国石油大学(华东)理学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)材料科学与工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)材料科学与工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)材料科学与工程学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)理学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)理学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)理学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)理学院,山东青岛 266580;中国石油大学(华东)理学院,山东青岛 266580【正文语种】中文铁磁材料磁滞回线和基本磁化曲线的静态法测量是大学物理实验常见的实验项目之一，对学生加深铁磁材料基本概念的理解，提高学生动手能力具有重要作用。
由于实验课时的限制，学生只能完成一种铁磁材料的静态特性测量，对于不同铁磁材料的静态特性缺乏对比研究。
实验过程中，学生对于退磁的原理、稳磁对磁滞回线的影响等方面也存在模糊认识。
本文利用静态直流法研究软磁、半硬磁和硬磁3种铁磁材料的退磁和稳磁特性，通过对比研究以及相关的机理解释，加深学生对退磁、稳磁概念的认识，提高学生的综合实验能力。
磁性材料原理及应用
磁性的起源和常见磁性材料应用陈阳，王皓，徐航，信跃龙磁性，在很久以前就引起了人们的兴趣。
早在3000多年前，中国人就发现了自然界中存在一种磁石，它们可以相互吸引或吸引铁石。
人们以丰富地想象力将此现象比喻为母亲慈爱地对待幼儿，《吕氏春秋·季秋记》中就有“慈石召铁，或引之也”的记述。
现今汉语中的“磁”字就来源于当时的“慈”。
中国古代的四大发明之一的指南针就是中国古代人民很早就开始利用磁性的实例。
我们知道，所谓磁石其实也就是铁矿石（一般为磁铁矿Fe3O4）。
我们也知道，铁会被磁铁吸引而且会被磁铁磁化。
那么，它们为什么会有磁性或会被磁化？磁性到底是怎样产生的呢？为了解释物质的宏观磁性的性质，我们从原子着手来考察一下磁性的来源。
一、磁性的起源“结构决定性质”。
磁性当然也是由物质原子内部结构决定的。
原子结构与磁性的关系可以归纳为：（1） 原子的磁性来源于电子的自旋和轨道运动；（2） 原子内具有未被填满的电子是材料具有磁性的必要条件；（3） 电子的“交换作用”是原子具有磁性的根本原因。
1.电子磁矩的产生原子磁性是磁性材料的基础，而原子磁性来源于电子磁矩。
电子的运动是产生电子磁矩的根源，电子有绕原子核旋转的运动和自身旋转的运动，因此电子磁矩也是由电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩两部分组成的。
按照波尔的原子轨道理论，原子内的电子是围绕着原子核在一定轨道上运动的。
电子沿轨道的运动，相当于一个圆电流，相应得就会产生轨道磁矩。
原子中的电子轨道磁矩平面可以取不同方向，但是在定向的磁场中，电子轨道只能去一定的几个方向，也就是说轨道的方向是量子化的。
由电子电荷的自旋所产生的磁矩就称为电子自旋磁矩。
在外磁场作用下，自旋磁矩只可能与轨道磁矩平行或反平行。
很多磁性材料中，电子自旋磁矩要比电子轨道磁矩大。
这是因为在晶体中，电子的轨道磁矩要受晶格场的作用，它的方向是改变的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁矩。
这也即一般所谓的轨道动量矩和轨道磁矩的“猝灭”或“冻结”。
硬磁、软磁和半硬磁材料概述
硬磁、軟磁和半硬磁材料1、硬磁材料：•永久磁鐵以前是由鋼製成的，現在大多被包含鐵、鎳、鋁、鈷和其他元素的複雜合金取代。
在美國較著名的有鋁鎳鈷合金，而在某些歐洲國家則是鈦鈷合金。
•由氧化鐵中加入鋇或鍶組成的人造磁石，稱陶鐵磁鐵或肥粒鐵，也被廣泛用作永久磁鐵。
•非常強大的磁鐵也可由鉑和鈷合金或是鈷跟稀土族元素，通常是釤的複合物來製造，但這兩種方法都很昂貴。
•大部分永久磁鐵的材料都堅硬而易碎，因此有時稱為硬磁材料。
•然而機械硬度並不是永久磁鐵的必要條件，有些易拉長的或相當軟的合金也可以用來製造合理磁性強度的永久磁鐵。
2、軟磁材料：•電磁鐵中使用金屬的核心以聚集電流產生的磁力線。
最常用的核心材料是純度相當高的鐵(熟鐵、軟鐵)或含碳量很低的鋼。
•如果機器中的磁化方向必須迅速的改變，例如在交流電的機器中，鐵質核心必須製成許多薄層或薄片形狀以降低由磁化改變所引起的環繞電流(稱渦電流)。
通常可加入一種或多種的少量合金元素，如矽，以增加材料的電阻。
這現象在一些特殊例子中可得到證實，如使用在昂貴的鐵和鎳的合金(鐵鎳合金Permalloys)或鐵和鈷的合金中。
•在高頻的應用上，如雷達儀器，某些陶鐵磁鐵或氧化鐵中加入鎳或鋅都是非常有用的，因為它們有非常高的電阻。
•這些材料必須能快速磁化及失去磁化，為與硬磁材料或永久磁鐵區別統一被稱為軟磁材料。
•軟磁材料的大量使用，主要在馬達和發電機及變壓器方面。
其他用途包括電磁操作開關(繼電器)和電磁閥、感電器、磁屏障和電子及電腦儀器中的各種部位。
3、半硬磁材料：•用來記錄聲音及電視影像的磁性材料必具有介於硬磁材料與軟磁材料間的特性。
•這種磁性材料必須能容易且快速磁化，以便記錄資料，但又不能在正常儲存及處理狀況下失去磁化。
因為如果失去磁化，儲存資料也就失去了。
•這種材料可以是金屬合金或氧化物，有時稱為半硬磁材料。
半硬质材料的磁学性质与应用探究
半硬质材料的磁学性质与应用探究磁学是一门研究磁场、磁感应强度和磁性物质相互作用的学科，广泛应用于多个领域，如电力、电子、通信等。
而在磁性物质中，半硬质材料具有独特的磁学性质，以及在各个领域的广泛应用。
本文将探究半硬质材料的磁学性质及其应用。
半硬质材料是介于软磁性材料和硬磁性材料之间的一类磁性材料。
它们具有一定的矫顽力和剩余磁感应强度，表现出较高的磁饱和磁感应强度，同时也有一定的磁导率和导磁率。
因此，半硬质材料在磁学研究和应用中具有一定的优势。
首先，半硬质材料具有较高的矫顽力。
矫顽力是衡量材料磁性能的重要指标之一，它决定了材料在外加磁场中磁化和去磁化的难易程度。
半硬质材料相较于软磁性材料而言，具有更高的矫顽力。
这意味着它们能够在较高的磁场强度下保持稳定的磁性能，不易发生失磁现象，有着更好的磁存储性能。
因此，半硬质材料广泛应用于信息存储技术中，如硬盘驱动器和磁带。
其次，半硬质材料具有适中的剩余磁感应强度。
剩余磁感应强度是材料在去磁化后仍保留的磁感应强度。
相较于硬磁性材料，半硬质材料的剩余磁感应强度较低，但相对于软磁性材料，又显著提高。
这使得半硬质材料在应用中能够快速切换磁化方向，并具备良好的磁滞回线特性。
因此，半硬质材料常被应用于磁记录头、磁传感器等精密设备中，以实现高速、高稳定性的磁场控制。
此外，半硬质材料还具有适中的磁导率和导磁率，这使得它们能够有效地吸收和分布磁场。
磁导率是描述材料对磁场响应的能力，导磁率则是描述材料对磁场的传导性能。
半硬质材料具有适中的磁导率和导磁率，能够在一定程度上减小磁场的漏磁现象，提高磁场的利用效率。
因此，半硬质材料被广泛应用于电力传输线圈、电机、变压器等领域，以提升能量转换和传输的效率。
除了以上磁学性质，半硬质材料在应用上还存在许多其他特点。
例如，半硬质材料具有良好的机械强度和韧性，使得它们能够承受较大的外力和变形。
同时，半硬质材料具有较高的热稳定性，能够在较高温度下仍然保持良好的磁性能。
(整理)《磁性材料》基本要求.
《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念：(1) 磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，μm =iS ，方向由右手定则确定，单位Am 2。
(2) 磁化强度（M ）：定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度，用M 表示，SI单位为A/m 。
CGS 单位：emu/cm 3。
换算关系：1 ×103 A/m = emu/cm 3。
(3) 磁场强度（H ）：单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。
SI 单位是A ·m -1。
CGS 单位是奥斯特(Oe)。
换算关系：1 A/m =4π/ 103 Oe 。
(4) 磁化曲线：磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中，磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。
(5) 退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。
(6) 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场。
该磁场被称为退磁场。
退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在：Hd=-NM 。
(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) ：磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2]；CGS 单位是高斯(Gauss)。
换算关系：1 T = 104 G 。
(8) 磁导率：定义为磁感应强度与磁场强度之比μ＝Ｂ／Ｈ，表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m -1）． (9) 起始磁导率：磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。
H B H i 00lim1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ= M /H(11) 居里温度：即铁磁性材料（或亚磁性材料）由铁磁状态（或亚铁磁状态）转变为顺磁状态的临界温度，在此温度上，自发磁化强度为零。
(12) 磁各向异性：磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。
包括：磁晶各向异性，形状各向异性，感生各向异性和应力各向异性等。
半硬磁性FeCrCo合金的热处理工艺及其对性能的影响
表 2 不同热处理工艺、不同时效处理 制备的各向同性铁铬钴合金的磁性能
序号
固溶 (时间20min)
1
1200℃
等温处理 (时间1h)
640℃
时效 A
剩磁 T
0.837
矫顽力 kA·m－1
19.6
2
1250℃
640℃
A 0.841
18.8
3
1300℃
640℃
A 0.857
序号
固溶 (时间201
1200℃
640℃
时效 Ⅰ
剩磁 T
1.3752
矫顽力 kA·m－1
13.6
2
1250℃
640℃
Ⅰ 1.3950
14
3
1300℃
640℃
Ⅰ 1.4280
13.6
4
1300℃
645℃
Ⅰ 1.4150
12.8
5
1300℃
650℃
Ⅰ 1.3250
12
6
1300℃
2 实验方法
铁铬钴合金的熔炼是在 200kg 的真空中频感 应炉中进行的，以工业纯铁、金属铬、电解钴、高 纯硅和其他一些合金化元素为原料，按 Cr 24.7
J Magn Mater Devices Vol 41 No 1
wt%、Co 12.9wt%、Si 1.1 wt%、余 Fe 为主配方配 料，在 200kg 真空中频感应炉熔炼，然后经过锻造、 热轧和冷拔加工成∅5×40mm 的样件。 2.1 高剩磁、低矫顽力半硬磁铁铬钴合金的热处理
640℃
Ⅱ 1.4290
16
7
1300℃
640℃
软磁材料
4.3.1 电工纯铁
• 纯度：电工纯铁是指纯度在99.8％以上。冶炼时，
首先用氧化渣除之碳、硅、锰等元素，再用还原 渣除去磷和硫，出钢时在钢包中添加脱氧剂获得。 • 软磁性能：经过退火热处理，起始磁导率µi 为 3, Hc为 300—500，最大磁导率µ 为 (6~12) × 10 max 39.8～95.5 A/m。(0.5~1.2Oe) 1 A/m =4/ 103 Oe
五、稳定性
• 高科技特别是高可靠工程技术的发展，要求软磁 材料不但要高µ i ,低损耗等，更重要的是高稳定性。
• 软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高， 减落要小，随时间的老化要尽可能地小，以保证其 长寿命工作于太空、海底、地下和其他恶劣环境。 • 影响软磁材料稳定工作的因素有低温、潮湿、电磁 场、机械负荷、电离辐射等，在这些因素的影响下， 软磁材料的基本特性参数发生变化，从而导致性能 的变化。
4.1 衡量软磁材料的重要指标 一、起始磁导率
二、矫顽力 Hc
三、饱和磁感压强度Ms
四、磁损耗 五、稳定性
一、起始磁导率
在实际磁化过程中，起始磁导率应是畴转 磁化和畴壁位移磁化这两个过程的迭加:
决定磁导率的主要因素
• 主要因素: (Ms, K1, λs, 等基本磁特性参数) 起始磁导率µ i都有一个共同的特点: 即与材料 的饱和磁化强度Ms的平方成正比; 与材料的 K1和λs成反比; 与材料中的内应力σ，和杂质 浓度β成反比。 • 次要因素: (σ， β) σ和β的大小及其对磁导率的影响会随加工条 件和实际情况而变化。
力按 分矫 类顽
硬（永）磁材料 Hc>1000A/m(12.5Oe) 铁芯材料 分按 类用 途 磁头材料 磁记录材料 变压器、继电器 录音机 磁带、磁盘
材料磁学性能实验报告
材料磁学性能实验报告学号：姓名：班级：一、叙述实验原理和实验方法实验目的：1．了解振动样品磁强计（VSM ）测量材料磁性能的测试方法。
2．测定材料的磁化曲线和磁滞曲线，了解饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等磁参量。
实验原理：振动样品磁强计（VSM ）是一种磁性测量常用的仪器，在科研和生产中有着广泛的应用。
它是利用小尺寸样品在磁场中做微小振动，使临近线圈感应出电动势而进行磁性参数测量的系统。
与一般的感应法不同，VSM 不用对感应信号进行积分，从而避免了信号漂移。
另一个优点是磁矩测量灵敏度高，最高达到10-7emu ，对测量薄膜等弱磁信号更具优势。
如果一个小样品（可近似为一个磁偶极子）在原点沿Z 轴作微小振动，放在附近的一个小线圈（轴向与Z 轴平行）将产生感应电压：km t m G e g ==ωωδcos其中G 为线圈的几何因子，ω为振动频率，δ为振幅， m 为样品的磁矩，N 、A 为线圈的匝数和面积。
原则上，可以通过计算确定出g e 和m 之间的关系k ，从而由测量的电压得到样品的磁矩。
但这种计算很复杂，几乎是不可能进行的。
实际上是通过实验的方法确定比例系数k ，即通过测量已知磁矩为m 的样品的电压g e ，得到k =e g m ，这一过程称为定标。
定标过程中标样的具体参数（磁矩、体积、形状和位置等）越接近待测样品的情况，定标越准确。
永磁材料的全部技术参数都可以由VSM 测量得到。
永磁材料的技术参数（饱和磁化强度、剩磁、矫顽力和磁能积等）可以由磁化曲线和磁滞回线反映出来，如图1，温度特性可以由不同温度下的磁滞回线给出。
720200)5(43r x r z NA G -=μπ图4 永磁材料的磁化曲线和磁滞回线图二、描述实验过程1. 准备样品。
样品重量约30mg 左右，形状尽量呈圆形。
2. 将样品用胶水粘到样品杆上，并晾干一天或吹风机烘干使其固定良好。
3.将样品竖直固定于仪器固定杆上，将接头连接稳固，放入磁场中，开始测试。
a3钢 半硬磁材料
a3钢半硬磁材料
A3钢是一种半硬磁材料，具有许多特性使其在工业领域中得到广泛应用。
本文将从A3钢的组成、性能特点、应用领域以及未来发展趋势等方面进行介绍，以便更好地了解和认识这种材料。
我们来了解一下A3钢的组成。
A3钢是一种碳素结构钢，主要成分是碳、硅、锰和少量的硫、磷等杂质。
其中，碳元素的含量在0.25%~0.35%之间，硅和锰的含量较低，硫和磷的含量要求较低。
这种组成使A3钢具有一定的硬度和强度，同时保持了一定的韧性。
A3钢具有许多性能特点，使其成为一种理想的半硬磁材料。
首先，A3钢具有良好的磁导率和磁饱和感应强度。
这意味着它可以在较低的磁场强度下产生较高的磁感应强度，具有较高的磁化能力。
A3钢在工业领域中有着广泛的应用。
首先，它常用于制造电机、发电机、变压器等电器设备中的磁芯部件。
由于A3钢具有良好的磁导率和磁饱和感应强度，可以提高电器设备的效率和性能。
其次，A3钢还常用于制造磁性传感器、磁记录材料等磁性元件。
此外，A3钢还可以用于制造机械零部件、汽车零部件等领域，具有较好的机械性能和耐磨性。
随着科技的不断进步和工业的不断发展，A3钢也在不断发展和改进。
未来，人们将进一步优化A3钢的组成和热处理工艺，以提高其性能和使用寿命。
同时，还将研究和开发更多新型的半硬磁材料，以
满足不同领域的需求。
A3钢作为一种半硬磁材料，在工业领域中具有广泛的应用前景。
它的组成、性能特点和应用领域使其成为一种理想的材料选择。
未来，随着科技的不断进步，A3钢及其相关材料将继续得到研究和开发，为各个领域带来更多的应用和创新。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
<英文名称>=semihard magnetic material
<正文>= 磁性介于软磁和硬磁之间的矩形比。绝大多数半硬磁材料都具有良好的塑性，可加工成薄板或细丝使用。半硬磁材料种类很多，一般按材料结构和磁硬化机理分为3类。①马氏体磁钢：指碳钢、铬钢、钨钢和钴钢等。经热处理后可得到马氏体(碳在α铁中的过饱和固溶体)、残留马氏体和碳化物组织，使晶格发生畸变，从而产生磁硬化。因其矫顽力小，磁性不高，只用作磁滞电机转子和封闭型继电器铁芯等。②α→γ相变型合金：主要有铁钴钒系、铁锰系和铁镍系合金。其高温组织为γ相，急冷到室温后部分或全部转变为α相。淬火状态时易于进行冷加工，伴随冷加工，残留的γ相几乎都转变成α相，并产生磁各向异性，导致矩形比上升，磁滞回线方形度增大。当在某一温度回火时，由α相基体中析出γ相，构成弥散的α+γ组织状态，从而获得较高的矫顽力。多用于制造簧片开关、计算机存储器元件等。③两相分离型合金：有铁钴钼系、铁镍铝系、铁铜系及钴铁系合金。主要靠热处理后产生的两相分离而得到高矫顽力，用于制造磁滞电机的转子和存储元件。