第八讲 金属材料和磁性材料
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触类旁通 1．下列关于磁性材料的说法中,正确的是 D A．有磁性的材料叫磁性材料 B．硬度大的磁性材料叫硬磁性材料 C．软的磁性材料叫软磁性材料 D．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 解析：容易被磁化的材料叫磁性材料,A 错误；不易去磁
的物质叫硬磁性材料，B 错误；容易去磁的物质叫软磁性材料， C 错误．
物质，A 选项正确；有些铁磁性材料被磁化后磁性会消失，B 选项错误；铁磁性材料不一定是永磁体，C 选项错误；半导体 收音机中的磁棒天线是铁磁性材料，D 选项错误．
例 1 多选 下列元件中哪些是由软磁性材料制造的( ) A．半导体收音机内天线的磁棒 B．磁电式电流表中的磁铁 C．变压器的铁芯 D．电子计算机中的记忆元件 解析：软磁性材料适用于需要反复磁化的场合,可以用来 制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中 的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元 件的铁芯等． 答案：AC
解析：安培提出的分子电流假说认为,磁性物质微粒中本 来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的， 对外不显磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁 场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化．只 有选项 C 是正确的．
答案：C
触类旁通 2．关于铁磁性材料,下面说法正确的是 A A．磁化后磁性比其他物质强得多的物质,叫做铁磁性物质 B．铁磁性材料被磁化后,磁性永不消失 C．铁磁性材料一定是永磁体 D．半导体收音机中的磁棒天线不是铁磁性材料 解析：磁化后的磁性比其他物质强得多物质,叫做铁磁性
1．磁性材料会随着科技的发展而发展,还有很多磁性材料 有待我们去发现．
2．地磁场对含有磁性材料的岩石会产生力的作用,因此岩 石的极性和磁化强度会随着年代的变化呈现周期性的变化．
触类旁通 1．下列关于磁性材料的说法中,正确的是 D A．有磁性的材料叫磁性材料 B．硬度大的磁性材料叫硬磁性材料 C．软的磁性材料叫软磁性材料 D．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质 解析：容易被磁化的材料叫磁性材料,A 错误；不易去磁
的物质叫硬磁性材料，B 错误；容易去磁的物质叫软磁性材料， C 错误．
物质，A 选项正确；有些铁磁性材料被磁化后磁性会消失，B 选项错误；铁磁性材料不一定是永磁体，C 选项错误；半导体 收音机中的磁棒天线是铁磁性材料，D 选项错误．
例 1 多选 下列元件中哪些是由软磁性材料制造的( ) A．半导体收音机内天线的磁棒 B．磁电式电流表中的磁铁 C．变压器的铁芯 D．电子计算机中的记忆元件 解析：软磁性材料适用于需要反复磁化的场合,可以用来 制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中 的记忆元件，以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元 件的铁芯等． 答案：AC
解析：安培提出的分子电流假说认为,磁性物质微粒中本 来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的， 对外不显磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁 场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化．只 有选项 C 是正确的．
答案：C
触类旁通 2．关于铁磁性材料,下面说法正确的是 A A．磁化后磁性比其他物质强得多的物质,叫做铁磁性物质 B．铁磁性材料被磁化后,磁性永不消失 C．铁磁性材料一定是永磁体 D．半导体收音机中的磁棒天线不是铁磁性材料 解析：磁化后的磁性比其他物质强得多物质,叫做铁磁性
1．磁性材料会随着科技的发展而发展,还有很多磁性材料 有待我们去发现．
2．地磁场对含有磁性材料的岩石会产生力的作用,因此岩 石的极性和磁化强度会随着年代的变化呈现周期性的变化．
磁性材料 课件
思考探究 物理课代表李明在实验室时,把餐卡放在条形磁铁上,等他中午 去餐厅吃饭时,怎么刷卡也不成功.你知道这是为什么吗? 答案:餐卡是磁卡,磁卡背面黑色部分磁条是用作磁记录,记录卡 内存钱情况,当磁卡靠近磁铁时,磁卡内的磁性材料在磁铁强大的磁 场中破坏了原来的磁记录,所以无法使用.
典题例解 【例 2】
磁性材料
一、磁化与退磁
1.一些物体,与磁铁接触后就会显示出磁性,这种现象叫作磁化. 原来有磁性的物体,失去磁性的现象叫作退磁.
2.铁、钴、镍以及它们的合金,还有一些氧化物,磁化后的磁性比 其他物质强得多,这些物体叫作铁磁性物质,也叫强磁性物质.
3.磁性材料按磁化后去磁的难易可分为硬磁性材料和软磁性材 料.有些铁磁性材料磁化后撤去外磁场,仍具有很强的剩磁,这种材料 叫作硬磁性材料.有的铁磁性材料磁化后撤去外磁场,物体没有明显 的剩磁,这样的材料叫作软磁性材料.
普通录音机是通过一个磁头来录音的.磁头的结构如图.在一个 环形铁芯上绕一组线圈,铁芯有个缝隙,工作时,磁带就贴着缝隙移动. 录音时,磁头线圈跟微音器相连,磁带上涂有一层磁粉,磁粉能被磁化 且有剩磁.微音器的作用是把声音变化转化成电流变化,问普通录音 机的录音原理是怎样的?
答案:声音的变化经微音器转化成电流变化,变化的电流流过线 圈,在铁芯中产生变化的磁场,磁带经过磁头时磁粉被不同程度地磁 化,这样声音的变化就被记录成不同程度的磁信号,这就是录音的原 理.
A.录音机磁头线圈的铁芯为软磁性材料; B.录音、录像磁带上的磁粉为硬磁性材料; C.电脑用的磁盘为硬磁性材料,不删除一般不会自动丢失; D.电铃上的电磁铁铁芯为软磁性材料.
A.铁棒两极有感应电荷 B.铁棒对磁场有传导作用 C.铁棒内磁畴有规律地排列起来 D.铁棒内磁畴的磁化方向杂乱无章 思路点拨:小磁针运动说明其受到了磁场的作用. 解析:把条形磁铁的 N 极靠近铁棒,铁棒中的磁畴在外磁场的作 用下,有规律地排列起来,使铁棒对外表现磁性,左侧为 S 极,右侧为 N 极,从而把小磁针的 S 极吸引过来. 答案:C
磁性材料金属磁性材料
二元系：温度、压力、成分的立体图。由于一般情况下，压力常为 恒定，相图简化为温度、成分的直角坐标平面图。
三元系：（压力恒定）是一个立体图，底面呈正三角形（成分三角 形），三条底边上-的含量百分数。垂直于底面的纵轴表示温度。 （加图示）三角形内任何一点代表一定成分的三元合金。
2、相律和杠杆定理
⑴、相律 是指在平衡条件下，合金系统的组元数、相数和自由度数之间的 关系式。可以用下式表示：
3d过渡族元素的磁性来源
Fe、Ni、Co ：
3d电子的交换相互作用，铁磁性 （2.2μB,0.6μB,1.7μB)
Cr、Mn：
3d电子的直接交换相互作用，反铁磁性
Cr、Mn的合金或化合物：
3d电子的超交换相互作用，亚铁磁性或铁磁性
㈡、稀土族元素的结构和磁性 ⑴ 结构 主要指原子序数为57（La）至71（Lu）的15个元素， 加 上性质类似的Y和Sc； 晶体结构大都为密排六方结构。 ⑵ 磁性 Gd从0K到居里温度239K只表现出纯粹的铁磁性，但磁 矩的取向随温度而变。 Gd以前的轻稀土Ce、Nd、Sm具有反铁磁性。 重稀土金属Tb、Dy、Ho、Er、Tm表现为铁磁性或亚 铁 磁性。 Y、Sc、La、Yb、Lu为非磁性稀土元素，但Y、Sc、 Yb 的离子具有磁矩。
如结晶时，p=3，则f=2-3+1=0 （恒温）
（2）、杠杆定理 合金在结晶过程中，各相的成分及其相对 含量将发生变化。对于相图中的两相区， 可以应用所谓杠杆定律求出这两相的成分 及相对含量。 在A-B二元系中，任选一合金p，它的成分 是Xp（组元B的浓度），组元A的浓度为 （1-Xp），在温度T时处于二相平衡，和 两相中组元B的浓度分别为Xa和Xb，而组 元A的浓度为（）和（），设合金的重量 为1，和的相对量分别为C的C。这样P点 处两相中同一组元含量之和必等于合金P 中相应组元的含，可得两个方程式： CαXa+CβXb=Xp Cα(1-Xa)+Cβ(1-Xb)=1-Xp
材料化学第8章固体的磁学性质和磁性材料PPT课件
式中 M是物质的分子量，d为物质样品的密度。
抗磁性物质的分类
（根据抗磁性物质χ值的大小及其与温度的关系可将抗磁性物质分为三种）
类型
弱抗 磁性
反常抗 磁性 超导体 抗磁性
代表物质
摩尔磁化 率χ值
χ与温度 关系
惰性气体、金属铜、 极低，约为- 基本与温度
锌、银、金、汞等和
10-6
无关
大量的有机化合物
金属铋、镓、碲、石 较前者约大 强烈与温度
根据原子磁矩排列方式的不同，可将反铁磁性分为以下 几种类型：
正常反铁磁性
原子磁矩排列为互相平行而 大小和数量相等的两组。MnO、 NiO及FeS等化合物具有这种磁性。
自旋密度波
原子磁矩密度（自旋密度） 本身具有正旋波调制结构。在 Cr及其合金中存在这种结构。
螺旋铁磁性
原子磁矩排列：在晶体的一个平面内，原子磁矩的排列如 铁磁性那样方向一致，而在相邻的另一个平面内，原子磁矩较 前一个平面内的原子磁矩，在平面内一致性地旋转了一定的角 度。余此类推，形成螺旋式的旋转。每个相邻晶面原子磁矩的 旋转角度为20—40度，并通常随温度的升高而减小。
第8 章 固体的磁性和磁性材料
钕磁铁（Neodymium magnet）也称为钕铁硼磁铁
§8.1 固体的磁性质及磁学基本概念
8.1.1 固体的磁性质来源
1. 物质磁性的来源
物理学原理：任何带电体的运动都必然在周围的空间产生 磁场。
电动力学定律：一个环形电流还应该具有一定的磁矩，即
它在磁场中行为像个磁性偶极子。
1. 顺磁材料的磁化率χ值对应于材料中存在未成对电子， 并且这些电子在磁场中呈现某种排列趋势的情况。 在铁 磁材料中，由于晶体结构中毗邻粒子间的协同相互作用， 电子自旋平行排列。大的χ值表示巨大数目自旋子的平行 排列。一般地，除非磁场极强或所采用温度极低，对给定 的材料来说，并非全部自旋子都是平行排列在反铁磁材料 中，电子自旋是反平行排列的，结果对磁化率有抵消作用。 因此，磁化率较低，对应反平行自旋排列的无序相。
抗磁性物质的分类
（根据抗磁性物质χ值的大小及其与温度的关系可将抗磁性物质分为三种）
类型
弱抗 磁性
反常抗 磁性 超导体 抗磁性
代表物质
摩尔磁化 率χ值
χ与温度 关系
惰性气体、金属铜、 极低，约为- 基本与温度
锌、银、金、汞等和
10-6
无关
大量的有机化合物
金属铋、镓、碲、石 较前者约大 强烈与温度
根据原子磁矩排列方式的不同，可将反铁磁性分为以下 几种类型：
正常反铁磁性
原子磁矩排列为互相平行而 大小和数量相等的两组。MnO、 NiO及FeS等化合物具有这种磁性。
自旋密度波
原子磁矩密度（自旋密度） 本身具有正旋波调制结构。在 Cr及其合金中存在这种结构。
螺旋铁磁性
原子磁矩排列：在晶体的一个平面内，原子磁矩的排列如 铁磁性那样方向一致，而在相邻的另一个平面内，原子磁矩较 前一个平面内的原子磁矩，在平面内一致性地旋转了一定的角 度。余此类推，形成螺旋式的旋转。每个相邻晶面原子磁矩的 旋转角度为20—40度，并通常随温度的升高而减小。
第8 章 固体的磁性和磁性材料
钕磁铁（Neodymium magnet）也称为钕铁硼磁铁
§8.1 固体的磁性质及磁学基本概念
8.1.1 固体的磁性质来源
1. 物质磁性的来源
物理学原理：任何带电体的运动都必然在周围的空间产生 磁场。
电动力学定律：一个环形电流还应该具有一定的磁矩，即
它在磁场中行为像个磁性偶极子。
1. 顺磁材料的磁化率χ值对应于材料中存在未成对电子， 并且这些电子在磁场中呈现某种排列趋势的情况。 在铁 磁材料中，由于晶体结构中毗邻粒子间的协同相互作用， 电子自旋平行排列。大的χ值表示巨大数目自旋子的平行 排列。一般地，除非磁场极强或所采用温度极低，对给定 的材料来说，并非全部自旋子都是平行排列在反铁磁材料 中，电子自旋是反平行排列的，结果对磁化率有抵消作用。 因此，磁化率较低，对应反平行自旋排列的无序相。
《磁性材料》PPT课件
1、古代的信息记录 2、磁记录是信息存储技术的里程碑
整理ppt
13
【思考】 生活中还有哪些东西是
用磁记录的方式存储数据的？
整理ppt
14
最新磁记录技术
• 新技术利用激光改变硬盘磁性 ，速度可提 高100倍。荷兰研究人员说，他们已找到利 用激光提高硬盘100倍速度的方法。实验了 用一束40飞秒（毫微微秒）的单循环偏振 激光脉冲去改变硬盘的磁性。
地球的磁场的强度和
方向随着时间的推移
在不断改变，大约每
过100万年左右，地磁
场的南北极就会完全
颠倒一次。
整理ppt
17
【课外查资料】 地球磁场为什么会改变方向呢？
整理ppt
18
【探索】 失方向？
鸽子为什么迷
整理ppt
19
金，还有一些氧化物，磁化后的磁 性比其他物质强得多，这种物质叫 做铁磁性物质。
整理ppt
4
【思考】 为什么铁磁性物质磁化后
有很强的磁性？
整理ppt
5
4、磁畴：铁磁性物质的本身的 结构就是由很多已经磁化的小区 域组成的，这些磁化的小区域就 叫“磁畴”。
磁畴的大小约10－4～10－7m
整理ppt
6
5、硬磁性材料：有些铁磁性材 料，在外磁场撤去以后，各磁畴 的方向仍能很好地保持一致，物 体具有很强的剩磁。
五、磁性材料
整理ppt
1
一、磁化与退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后 就会显示出磁性。
整理ppt
2
【实验演示】
原来有磁性的物体经过高温后失去磁性。
2、退磁：原来有磁性的物体， 经过高温、剧烈震动或者逐渐减 弱的交变磁场的作用，就会失去 磁性。这种现象叫做退磁。
整理ppt
13
【思考】 生活中还有哪些东西是
用磁记录的方式存储数据的？
整理ppt
14
最新磁记录技术
• 新技术利用激光改变硬盘磁性 ，速度可提 高100倍。荷兰研究人员说，他们已找到利 用激光提高硬盘100倍速度的方法。实验了 用一束40飞秒（毫微微秒）的单循环偏振 激光脉冲去改变硬盘的磁性。
地球的磁场的强度和
方向随着时间的推移
在不断改变，大约每
过100万年左右，地磁
场的南北极就会完全
颠倒一次。
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17
【课外查资料】 地球磁场为什么会改变方向呢？
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18
【探索】 失方向？
鸽子为什么迷
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19
金，还有一些氧化物，磁化后的磁 性比其他物质强得多，这种物质叫 做铁磁性物质。
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4
【思考】 为什么铁磁性物质磁化后
有很强的磁性？
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5
4、磁畴：铁磁性物质的本身的 结构就是由很多已经磁化的小区 域组成的，这些磁化的小区域就 叫“磁畴”。
磁畴的大小约10－4～10－7m
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6
5、硬磁性材料：有些铁磁性材 料，在外磁场撤去以后，各磁畴 的方向仍能很好地保持一致，物 体具有很强的剩磁。
五、磁性材料
整理ppt
1
一、磁化与退磁
1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后 就会显示出磁性。
整理ppt
2
【实验演示】
原来有磁性的物体经过高温后失去磁性。
2、退磁：原来有磁性的物体， 经过高温、剧烈震动或者逐渐减 弱的交变磁场的作用，就会失去 磁性。这种现象叫做退磁。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
磁导率和磁阻的变化规律
随着温度和磁场强度的变化，材料的磁导率和磁阻也会产生变化， 呈现出一定的非线性特征。
磁化强度与磁感应强度
01
02
03
磁化强度
指材料内部磁矩的矢量和 ，衡量材料被磁化的程度 。
磁感应强度
指磁场中某点磁场的强弱 和方向，与磁化强度密切 相关。
两者关系
在磁性材料中，磁感应强 度和磁化强度之间存在一 定的关系，可以通过物理 公式进行描述。
化学气相沉积法制备的磁性材料具有高纯度、高密度、高性能等特点，广泛应用于 磁记录、传感器等领域。
化学气相沉积法的优点是可控制膜层的成分和厚度，且工艺温度低、可制备形状复 杂的制品。缺点是设备成本高、工艺时间长，且需要严格控制反应条件。
溅射法
溅射法是一种制备磁性材料的方法，通 过将靶材置于真空室内，利用高能粒子 轰击靶材表面，使靶材原子或分子溅射 出来并沉积在基材上形成薄膜。
元素掺杂
通过在磁性材料中掺入其他元素，以改变其磁学性质。例如，通过掺入稀土元 素，可以提高磁性材料的磁能积和剩磁。
热处理与磁场处理
热处理
通过控制加热和冷却过程，改变磁性材料的晶体结构和相变 ，从而优化其磁学性能。例如，通过控制热处理条件，可以 提高磁性材料的矫顽力和稳定性。
磁场处理
在磁场中处理磁性材料，可以改变其内部的磁畴结构和磁矩 方向，从而优化其磁学性能。例如，通过磁场处理，可以减 小磁性材料的磁损耗和提高磁导率。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
目录
• 磁性材料概述 • 磁性材料的物理性质 • 磁性材料的制备工艺 • 磁性材料的性能优化 • 磁性材料的发展趋势与挑战
01
磁性材料概述
定义与特性
1 2
随着温度和磁场强度的变化，材料的磁导率和磁阻也会产生变化， 呈现出一定的非线性特征。
磁化强度与磁感应强度
01
02
03
磁化强度
指材料内部磁矩的矢量和 ，衡量材料被磁化的程度 。
磁感应强度
指磁场中某点磁场的强弱 和方向，与磁化强度密切 相关。
两者关系
在磁性材料中，磁感应强 度和磁化强度之间存在一 定的关系，可以通过物理 公式进行描述。
化学气相沉积法制备的磁性材料具有高纯度、高密度、高性能等特点，广泛应用于 磁记录、传感器等领域。
化学气相沉积法的优点是可控制膜层的成分和厚度，且工艺温度低、可制备形状复 杂的制品。缺点是设备成本高、工艺时间长，且需要严格控制反应条件。
溅射法
溅射法是一种制备磁性材料的方法，通 过将靶材置于真空室内，利用高能粒子 轰击靶材表面，使靶材原子或分子溅射 出来并沉积在基材上形成薄膜。
元素掺杂
通过在磁性材料中掺入其他元素，以改变其磁学性质。例如，通过掺入稀土元 素，可以提高磁性材料的磁能积和剩磁。
热处理与磁场处理
热处理
通过控制加热和冷却过程，改变磁性材料的晶体结构和相变 ，从而优化其磁学性能。例如，通过控制热处理条件，可以 提高磁性材料的矫顽力和稳定性。
磁场处理
在磁场中处理磁性材料，可以改变其内部的磁畴结构和磁矩 方向，从而优化其磁学性能。例如，通过磁场处理，可以减 小磁性材料的磁损耗和提高磁导率。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
目录
• 磁性材料概述 • 磁性材料的物理性质 • 磁性材料的制备工艺 • 磁性材料的性能优化 • 磁性材料的发展趋势与挑战
01
磁性材料概述
定义与特性
1 2
磁性材料PPT教学课件
(3).磁畴在磁化前后的分布 变化
自主学习：
• 磁记录
•地球磁场留下的记录
温故知新
小说的三要素： •故事情节 •人物形象 •人物所处的具体环境 （自然、社会）
猎狐
沈石溪
有关狐狸的成语
狐狸，性多 疑，遇见敌 人时肛门放 出臭气，乘 机逃跑。皮 可做衣服。
狐假虎威 狐死首丘 狐朋狗友 兔死狐悲
整体感知
•寻找每次戈文亮欲杀母狐时 的紧要关头，体会作者如何 制造悬念和意外，使情节一 波三折，惊心动魄。
情节篇
对于结局的表述，在表现父 亲有手法上欲扬先抑，使整 个结局似乎在意料之外，又 在情理之中。
人物篇
•回顾第一部分，戈文亮留给我们的 印象是…… •在第三部分，戈文亮的形象是怎样的？ •他为什么要复仇？ •他复仇的目的是什么？
•初读课文， 积累新词。
•找出小说最 精彩，最打 动你的地方。
sŭn chōng dòng lán
隼舂
恫岚
quán duì yùn lèi
鬈碓 愠 酹
měng shàn shà圄 姹紫嫣红
步履蹒跚 揶揄(yéyú）
初涉文本
•读第一部分，假如你是导演，你 将如何拍摄故事的开端？ •主人公是谁？身份如何？为何要 夜半出门？为什么要猎狐？他和 狐狸之间有什么恩怨？
主题篇
讨论：从情节、人物、冲突中选择 最容易分析文本主题的角度。给本 文写一个题记或者尾记。
*所有的矛盾都在“爱”的力量中悄 然化解！
*在人与人之间，人与自然之间都 需要我们尊重生命，充满爱心地活 着。
磁性材料
磁化与退磁
1.概念
磁化： 物体获得磁性的过程 退磁： 物体失去磁性的过程
退磁方式：高温、剧烈震动或逐渐 减弱的交变磁场作用
自主学习：
• 磁记录
•地球磁场留下的记录
温故知新
小说的三要素： •故事情节 •人物形象 •人物所处的具体环境 （自然、社会）
猎狐
沈石溪
有关狐狸的成语
狐狸，性多 疑，遇见敌 人时肛门放 出臭气，乘 机逃跑。皮 可做衣服。
狐假虎威 狐死首丘 狐朋狗友 兔死狐悲
整体感知
•寻找每次戈文亮欲杀母狐时 的紧要关头，体会作者如何 制造悬念和意外，使情节一 波三折，惊心动魄。
情节篇
对于结局的表述，在表现父 亲有手法上欲扬先抑，使整 个结局似乎在意料之外，又 在情理之中。
人物篇
•回顾第一部分，戈文亮留给我们的 印象是…… •在第三部分，戈文亮的形象是怎样的？ •他为什么要复仇？ •他复仇的目的是什么？
•初读课文， 积累新词。
•找出小说最 精彩，最打 动你的地方。
sŭn chōng dòng lán
隼舂
恫岚
quán duì yùn lèi
鬈碓 愠 酹
měng shàn shà圄 姹紫嫣红
步履蹒跚 揶揄(yéyú）
初涉文本
•读第一部分，假如你是导演，你 将如何拍摄故事的开端？ •主人公是谁？身份如何？为何要 夜半出门？为什么要猎狐？他和 狐狸之间有什么恩怨？
主题篇
讨论：从情节、人物、冲突中选择 最容易分析文本主题的角度。给本 文写一个题记或者尾记。
*所有的矛盾都在“爱”的力量中悄 然化解！
*在人与人之间，人与自然之间都 需要我们尊重生命，充满爱心地活 着。
磁性材料
磁化与退磁
1.概念
磁化： 物体获得磁性的过程 退磁： 物体失去磁性的过程
退磁方式：高温、剧烈震动或逐渐 减弱的交变磁场作用
金属材料的磁性与磁性材料应用
金属材料的磁性与磁性材料应用金属材料在现代工业应用中扮演着重要的角色，其物理特性是各种应用的基础。
在众多的金属材料特性中，磁性是一个值得关注的方面。
本文将探讨金属材料的磁性及其在磁性材料应用中的重要性。
1. 金属材料的磁性简介金属材料的磁性是指材料具有磁性质，即能够生成、感应或被磁场所影响。
除了铁、镍和钴等铁族元素本身具有磁性外，许多金属合金和金属化合物也具有磁性。
金属材料的磁性是由其中的原子和分子组成的微磁矩决定的，这种微磁矩的相互排列和运动状态对材料磁性产生重要影响。
2. 金属材料的磁性分类根据金属材料的磁性特点，可以将其分为磁性材料和非磁性材料两类。
磁性材料具有磁矩，能够吸引或排斥其他磁性物体；而非磁性材料则没有磁矩，不能被磁场所影响。
2.1 磁性材料磁性材料可以进一步分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料具有低矫顽力和低磁滞损耗的特点，适用于频繁变化的磁场中，常见的软磁性材料包括钢铁、镍铁合金等。
而硬磁性材料具有高矫顽力和高磁滞损耗的特点，适用于恒定磁场中，如永磁体材料。
常见的硬磁性材料包括铁氧体、钕铁硼等。
2.2 非磁性材料非磁性材料是指无法产生或被磁化的金属材料，其磁导率接近于真空的磁导率。
常见的非磁性材料有铜、铝、黄金等。
3. 磁性材料的应用领域由于磁性材料的磁场特性，其在工业和科学研究中有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：3.1 电子和电磁器件磁性材料在电子和电磁器件中发挥着重要的作用。
例如，铁氧体被广泛应用于变压器、感应线圈和磁控管等器件中，用于调节和传输电能。
此外，软磁性材料也常用于电感、变压器等磁性元件。
3.2 磁存储器件磁性材料在磁存储器件中起着关键作用。
硬磁性材料如钕铁硼可用于制造高容量的硬盘驱动器和磁带。
这些材料的特殊磁性能够稳定地储存和读取大量的数据。
3.3 电动机和发电机磁性材料也广泛应用于电动机和发电机中。
在电动机中，磁性材料的磁场和电流相互作用产生力矩，从而实现转动力。
磁性材料基础知识-ppt课件
求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小.
Idl
r
dB
B
o
R
p B
x
*
x
I
dB 0
4π
Idl r2
解: 根据对称性分析
毕奥—萨伐尔定律的应用2
Idl
sin R
R
o
r
x
dB
*p x
r2 R
B0I
4π
r 2 x2
sindl
l r2
dB x
dB 0
4π
Idl r2
dB xdsBin4 π 0Isri2 n dl
0I dl
2πR l
I B
dl
oR
l
l 设 l 与 I 成右螺旋
关系
3.3 安培环路定理-应用
求载流螺绕环内的磁场 （已知 n N I）
1） 对称性分析；环内 B 线为同心圆，环外 B 为零.
2 ）选 回路(顺时针圆周) .
lB d Bl 2 0π NR I B 0 NI
2π R
d
令L2πRB0NIL
内部交流报告
磁性材料基础知识
提纲
1 磁性材料的发展简史
2 磁学基本常识
磁性来源 磁学基本概念 磁性材料分类
3 电磁学主要定律-恒稳/交变磁场
4 磁性材料性能分析
5 磁性材料应用实例
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
一、磁性材料发展简史（续）
• 1946年 Bioembergen发现NMR效应 • 1948年 Neel建立亜铁磁理论
磁性材料 课件
题后反思理解磁化和退磁的实质是处理此类问题的关
键。
探究二 磁性材料与磁记录
磁性材料为什么能记录信息?录音、录像磁带上的磁性材料应该用硬 磁性材料还是软磁性材料?
提示:磁性材料在外界磁场作用下,能够被磁化,这就使我们可以利用磁 性材料记录外界磁场的信息。磁记录时,通过把声音、图像或其他信息转变 为变化的磁场,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化,这样就能在磁带或磁卡 上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号;录音、录像磁带上的磁性 材料是用来作磁记录的,需要磁化后长久保持磁性,所以用硬磁性材料。
2.磁记录 (1)磁卡背面的黑条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁 盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录,我们可以保存大量的信息,并 在需要的时候读出这些信息。 (2)地磁场留下的记录:地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,据推测, 地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变,大约每过 100 万年,地磁场 南北极会完全颠倒一次。
3.磁化与退磁的实质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化 的小区域组成的,这些磁化的小区域叫作磁畴。磁化前,各个磁畴磁化方向 不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用宏观上互相抵消,物体对外不显 磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴磁化方向有规律地排列起来,使 得磁场大大加强。高温下磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁 畴的排列也会被打乱,这些情况下材料就会产生退磁现象,如图所示为材料 磁化前和磁化后的情形。
1.磁化和退磁的概念 (1)磁化 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫作磁化。 如图所示。
螺丝刀与磁铁接触后磁化
(2)退磁 原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的 作用,就会失去磁性,这种现象叫作退磁。
键。
探究二 磁性材料与磁记录
磁性材料为什么能记录信息?录音、录像磁带上的磁性材料应该用硬 磁性材料还是软磁性材料?
提示:磁性材料在外界磁场作用下,能够被磁化,这就使我们可以利用磁 性材料记录外界磁场的信息。磁记录时,通过把声音、图像或其他信息转变 为变化的磁场,使磁带、磁卡磁条上的磁粉层磁化,这样就能在磁带或磁卡 上记录下与声音、图像或其他信息相应的磁信号;录音、录像磁带上的磁性 材料是用来作磁记录的,需要磁化后长久保持磁性,所以用硬磁性材料。
2.磁记录 (1)磁卡背面的黑条,录音机、录像机上用的磁带,电子计算机上用的磁 盘都含有磁记录用的磁性材料。依靠磁记录,我们可以保存大量的信息,并 在需要的时候读出这些信息。 (2)地磁场留下的记录:地磁场会对含有磁性材料的岩石起作用,据推测, 地磁场的强度和方向随时间的推移在不断改变,大约每过 100 万年,地磁场 南北极会完全颠倒一次。
3.磁化与退磁的实质 铁磁性材料结构与其他物质有所不同,它们本身就是由很多已经磁化 的小区域组成的,这些磁化的小区域叫作磁畴。磁化前,各个磁畴磁化方向 不同,杂乱无章地混在一起,各个磁畴的作用宏观上互相抵消,物体对外不显 磁性。磁化过程中,由于外磁场的影响,磁畴磁化方向有规律地排列起来,使 得磁场大大加强。高温下磁性材料的磁畴会被破坏;在受到剧烈震动时,磁 畴的排列也会被打乱,这些情况下材料就会产生退磁现象,如图所示为材料 磁化前和磁化后的情形。
1.磁化和退磁的概念 (1)磁化 缝衣针、螺丝刀等钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫作磁化。 如图所示。
螺丝刀与磁铁接触后磁化
(2)退磁 原来有磁性的物体,经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的 作用,就会失去磁性,这种现象叫作退磁。
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
2.1磁场、磁性材料课件1(人教版)
磁性材料
1.磁性材料 磁性材料按化学成分分类，基本上可分为金属磁 性材料与铁氧体两大类。金属磁性材料主要是铁、镍、钴元素及 其合金，如铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金、钐钴合金、铂钴合 金、锰铝合金等等。铁氧体是指以氧化铁为主要成分的磁性氧化 物。
性材料被磁化后，它们的磁性并不因为外磁场的消失而完全消 失，仍然剩余一部分磁性。按剩磁的情形分为软磁性材料和硬磁 性材料。软磁性材料的剩磁弱，而且容易退磁。硬磁性材料的剩 磁强，而且不容易退磁，合适于制成永久磁铁。
3.最新磁性材料 磁性是物质的基本属性，磁性材料是古老而用途十分广泛的 功能材料，纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、 壮大而成为最富有生命力与宽广应用前景的新型磁性材料。美 国政府今年大幅度追加纳米科技研究经费，其原因之一是磁电 于器件巨大的市场与高科技所带来的高利润，其中巨磁电阻效 应高密度读出磁头的市场估计为10亿美元，目前己进入大规模 的工业生产，磁随机存储器的市场估计为1千亿美无，估计不久 将投入生产，磁电子传感器件的应用市场亦十分宽广。
纳米磁性材料及应用大致上可分三大类型：
1．纳米颗粒型 * 磁记录介质 * 磁性液体 * 磁性药物 * 吸波材料
2．纳米微晶型 * 纳米微晶永磁材料 * 纳米微晶软磁材料
3．纳米结构型 * 人工纳米结构材料 薄膜，颗粒膜，多层膜，隧道结
* 天然纳米结构材料 钙钛矿型化合物
纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于 与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸， 超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大 致处于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当 时，就会呈现反常的磁学性质。
磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防，国民经济的 方方面面紧密相关，磁记录材料至今仍是信息工业的主体，磁记 录工业的产值约1千亿美元，为了提高磁记录密度，磁记录介质中 的磁性颗粒尺寸已由微米，亚微米向纳米尺度过度，例如合金磁 粉的尺寸约80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸约40nm，进一步发展的方 向是所谓"量子磁盘"，利用磁纳米线的存储特性，记录密度估计 可达400Gb／in2，相当于每平方英寸可存储 20万部红楼梦，由超 顺磁性所决定的极限磁记录密度理论值约为6000Gb／in2。近年来， 磁盘记录密度突飞猛进，现己超过10Gb／in2，其中最主要的原因 是应用了巨磁电阻效应读出磁头，而巨磁电阻效应是基于电子在 磁性纳米结构中与自旋相关的输运特性。
1.磁性材料 磁性材料按化学成分分类，基本上可分为金属磁 性材料与铁氧体两大类。金属磁性材料主要是铁、镍、钴元素及 其合金，如铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金、钐钴合金、铂钴合 金、锰铝合金等等。铁氧体是指以氧化铁为主要成分的磁性氧化 物。
性材料被磁化后，它们的磁性并不因为外磁场的消失而完全消 失，仍然剩余一部分磁性。按剩磁的情形分为软磁性材料和硬磁 性材料。软磁性材料的剩磁弱，而且容易退磁。硬磁性材料的剩 磁强，而且不容易退磁，合适于制成永久磁铁。
3.最新磁性材料 磁性是物质的基本属性，磁性材料是古老而用途十分广泛的 功能材料，纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生、发展、 壮大而成为最富有生命力与宽广应用前景的新型磁性材料。美 国政府今年大幅度追加纳米科技研究经费，其原因之一是磁电 于器件巨大的市场与高科技所带来的高利润，其中巨磁电阻效 应高密度读出磁头的市场估计为10亿美元，目前己进入大规模 的工业生产，磁随机存储器的市场估计为1千亿美无，估计不久 将投入生产，磁电子传感器件的应用市场亦十分宽广。
纳米磁性材料及应用大致上可分三大类型：
1．纳米颗粒型 * 磁记录介质 * 磁性液体 * 磁性药物 * 吸波材料
2．纳米微晶型 * 纳米微晶永磁材料 * 纳米微晶软磁材料
3．纳米结构型 * 人工纳米结构材料 薄膜，颗粒膜，多层膜，隧道结
* 天然纳米结构材料 钙钛矿型化合物
纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于 与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸， 超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大 致处于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当 时，就会呈现反常的磁学性质。
磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防，国民经济的 方方面面紧密相关，磁记录材料至今仍是信息工业的主体，磁记 录工业的产值约1千亿美元，为了提高磁记录密度，磁记录介质中 的磁性颗粒尺寸已由微米，亚微米向纳米尺度过度，例如合金磁 粉的尺寸约80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸约40nm，进一步发展的方 向是所谓"量子磁盘"，利用磁纳米线的存储特性，记录密度估计 可达400Gb／in2，相当于每平方英寸可存储 20万部红楼梦，由超 顺磁性所决定的极限磁记录密度理论值约为6000Gb／in2。近年来， 磁盘记录密度突飞猛进，现己超过10Gb／in2，其中最主要的原因 是应用了巨磁电阻效应读出磁头，而巨磁电阻效应是基于电子在 磁性纳米结构中与自旋相关的输运特性。
《金属磁性材料》幻灯片
常见金属软磁材料
工业纯铁 铁硅合金 铁镍合金 铁铝合金 铝硅铁合金 非晶及纳米晶软磁合金 磁介质
工业纯铁
纯度在 99.8%以上的铁，不含任何成 心添加的合金元素。
室温性能：Bs=2.15(T)，居里温度 770℃ ，最大磁导率μm=20000， ρ=0.1×10-6(Ω.m)。
工业纯铁的碳含量低，矫顽力低，磁 导率高，导热性和加工性好，有一定 的耐腐蚀性和价格廉价。电阻率低， 不能在交流磁场中应用。在直流磁场
1、电解铁 含PC≤u有≤0.000..000551%~5%0、.。0S2≤%0C.0、04M%n、≤A0l≤.001.0%1、%、 Bρ电r==磁91.6性.0×5能1(T0：)-、8μiHΩ=c.5m=000.、35μ(m×7=91.65A00/m、)、
2、阿姆柯铁 含S≤C0.≤050%.0、25C%u、≤0M.08n%≤。0.035%、 P≤0.015%、 磁μm性=能60：0μ0i~=125000000~、5000、 Hc=0.5 ~1.5(×79.6A/m)
3、羰基铁 由Fe〔Co〕5分解而成，纯度高。 磁μHmc性==能02.00：80μ×0i07=~92.2601A050/0m300、、00B、r=0.5 ~1.0T、 ρ=9.6×10-8 Ω.m 由此可见，微量杂质对纯铁的磁性影响明显。
铁硅合金
铁硅合金，通常又称为硅钢片、电工钢。在变压 器、电动机、发电机等电力设备和通信设备中， 它是最重要的铁芯材料，在国民经济中占有重要 的地位。 1900—1930年，炼钢和热轧加工技术 1934—60年 晶粒取向、热处理、玻璃涂层 1983—至今 辐射
影响磁导率的因素
机理：根据技术磁化的分析，影响材料磁 导率的主要过程是可逆磁畴转动和可逆畴 壁位移。
磁性材料的基础知识讲座课件
磁性材料的分类
总结词
磁性材料可以根据其磁化强度的不同分为硬磁材料和 软磁材料两类。
详细描述
硬磁材料是指那些具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积 的材料，如铁氧体、稀土永磁材料等。这些材料具有 较高的磁能积和矫顽力，因此能够保持较强的剩磁状 态，常用于制造永磁体。软磁材料则是指那些具有低 矫顽力和低剩磁的材料，如硅钢片、纯铁、低碳钢等 。这些材料在磁场中被磁化后容易退磁，因此常用于 制造变压器、电机等需要频繁改变磁场方向的电器设 备。
低成本化与环保化生产
01
02
03
资源勤俭
优化生产工艺，降低生产 成本，提高磁性材料的资 源利用率。
环保材料
研发可降解或可回收的磁 性材料，减少对环境的污 染和破坏。
节能减排
降低生产过程中的能耗和 排放，推广绿色生产技术 。
新应用领域的拓展与开发
新能源领域
利用磁性材料在新能源领域如风 能、太阳能等领域的应用，推动
磁性材料在核磁共振成像 中的应用
核磁共振成像是一种重要的医学检测手段， 而磁性材料在其中扮演着关键角色。超导磁 体是核磁共振成像系统的核心部件，其性能 直接影响到成像质量。随着技术的不断发展 ，对超导磁体的性能要求也越来越高，研究 和开发具有更高磁场强度和稳定性的磁性材
料是未来的重要研究方向。
THANK YOU
感谢各位观看
02
磁性材料的物理性质
磁化曲线与磁滞回线
磁化曲线
描述了材料在磁场变化时磁化强 度与磁场强度的关系。
磁滞回线
表示磁场强度与磁感应强度的关 系，反应了磁性材料在周期性变 化磁场中的磁化过程。
磁导率与矫顽力
磁导率
描述了材料在磁场中的导磁能力，是 衡量材料磁性能的重要参数。
磁性材料基础知识PPT课件
矫顽力Hc
法定计量单位为：安每米（A/m）。以前常用奥斯特（Oe）为计量 单位
两个单位之间的换算为：1 （Oe）＝79.6 （A/m）；为方便起见， 常取整数80进行换算。1（kOe）＝80 （ kA/m）
最大磁能积（BH）max
法定计量单位为：千焦耳每立方米（kJ/m3），以前常用兆高奥 （MGOe）为计量单位
在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲 线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感 应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做 磁滞回线。
B-H磁滞回线的面积表示经历一个周期过程后铁磁体损耗 的能量。
磁滞回线和磁化曲线
永磁材料的退磁曲线
磁滞迴线上各参数的意义
磁性材料的特性
磁性材料的磁滞回线和磁化曲线 永磁材料的退磁曲线 永磁材料的常用磁性能参数 永磁材料各项性能参数的单位换算
磁滞回线的定义
当铁磁性物质达到磁饱ຫໍສະໝຸດ 状态后，如果减小磁化场H，介 质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲 线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫 磁滞。
按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。
按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各
向异性之别。 永磁材料铁氧体材料按压制方式的不同还有干压和湿压之
分。
三、磁性材料的应用
永磁材料有多种用途。 ①基于电磁力作用原理的应用主要有：扬声器、话筒、电
磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性 材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易 去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料矫顽力较 小，硬磁性材料矫顽力较大。
法定计量单位为：安每米（A/m）。以前常用奥斯特（Oe）为计量 单位
两个单位之间的换算为：1 （Oe）＝79.6 （A/m）；为方便起见， 常取整数80进行换算。1（kOe）＝80 （ kA/m）
最大磁能积（BH）max
法定计量单位为：千焦耳每立方米（kJ/m3），以前常用兆高奥 （MGOe）为计量单位
在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲 线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感 应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做 磁滞回线。
B-H磁滞回线的面积表示经历一个周期过程后铁磁体损耗 的能量。
磁滞回线和磁化曲线
永磁材料的退磁曲线
磁滞迴线上各参数的意义
磁性材料的特性
磁性材料的磁滞回线和磁化曲线 永磁材料的退磁曲线 永磁材料的常用磁性能参数 永磁材料各项性能参数的单位换算
磁滞回线的定义
当铁磁性物质达到磁饱ຫໍສະໝຸດ 状态后，如果减小磁化场H，介 质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲 线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫 磁滞。
按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。
按生产手段的不同，又分为烧结磁性材料和粘接磁性材料。 按成型时是否外加成型磁场，永磁材料还有各向同性和各
向异性之别。 永磁材料铁氧体材料按压制方式的不同还有干压和湿压之
分。
三、磁性材料的应用
永磁材料有多种用途。 ①基于电磁力作用原理的应用主要有：扬声器、话筒、电
磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性 材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易 去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料矫顽力较 小，硬磁性材料矫顽力较大。
金属材料的导磁性与导磁材料应用
金属材料的导磁性与导磁材料应用金属材料作为一类重要的材料，在电磁学中扮演着重要的角色。
导磁性是衡量材料对磁场响应能力的物理量，对于实现磁力传导、电感以及电磁波等应用具有重要意义。
本文将探讨金属材料的导磁性质以及导磁材料在不同领域的应用。
一、金属材料的导磁性质金属材料的导磁性取决于其晶格结构、电子排布以及微观磁性状态等因素。
金属材料具有较高的导电性和导热性，这也使其具备一定的导磁性。
在外加磁场的作用下，金属材料中的自由电子会受到磁场的力作用，从而形成感应电流，进而产生磁场，从而实现了磁场在材料中的传导。
金属材料的导磁性可以通过导磁率来描述。
导磁率（μ）是表示材料在磁场作用下的响应能力的物理量，其定义为材料中感应磁场与外加磁场之比。
导磁率越大，代表材料对磁场的传导能力越强。
常见的导磁材料包括铁、钴、镍等，这些材料具有较大的导磁率，因此在导磁应用中得到广泛应用。
二、导磁材料的应用导磁材料在多个领域中发挥着重要的作用，下面将分别介绍在电子工业、电机制造和电磁波控制等方面的应用。
1. 电子工业在电子工业中，导磁材料被广泛应用于磁隔离器件、磁屏蔽器、磁芯等元件中。
磁隔离器件利用导磁材料的高导磁率特性，将信号与电磁波有效隔离，以实现信号传输的稳定性和可靠性。
磁屏蔽器则通过导磁材料的屏蔽作用，阻止外部磁场对电子器件的干扰。
而磁芯则正是利用导磁材料在变化磁场中的导磁性，使得电流可以在磁芯中保持稳定，从而实现对电能的有效转换。
2. 电机制造在电机制造中，导磁材料被广泛应用于电机铁芯中。
电机铁芯是指用导磁材料制成的用于支持和集中分布线圈，增强磁场的金属结构。
导磁材料具有较大的导磁率，能够有效集中和传导电磁场，提高电机的工作效率和输出功率。
同时，导磁材料的应用还可以减小电机的尺寸和重量，提高电机的功率密度。
3. 电磁波控制导磁材料在电磁波控制中也有重要应用。
由于金属材料具有较高的导电性，使得其能够有效吸收电磁波，并将其转化为热能。
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1935年 荷兰Snoek发明软磁铁氧体 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场， 理论上预言了 磁畴结构 1946年 Bioembergen发现NMR效应 1948年 Neel建立亜铁磁理论 1954-1957年 RKKY相互作用的建立 1958年 Mö ssbauer效应的发现 1960年 非晶态物质的理论预言 1964年 Kondo effect 近藤效应 1965年 Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金 1970年 SmCo5稀土永磁材料的发现 1984年 NdFeB稀土永磁材料的发现 Sagawa(佐川) 1986年 高温超导体，Bednortz-muller 1988年 巨磁电阻GMR的发现, M.N.Baibich 1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3 1995年 隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki
第八讲 金属材料和磁性材料
特例--分子的磁性与磁矩：
第八讲 金属材料和磁性材料
• 铁磁性
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。
• 反铁磁性
在反铁磁性中，近邻自旋反平行排列，它们的磁矩因 而相互抵消。因此反铁磁体不产生自发磁化磁矩，显 现微弱的磁性。反铁磁的相对磁化率的数值为10-5到 10-2。与顺磁体不同的是 自旋结构的有序化。 当施加外磁场时，由于自旋间反平行耦合的作用， 正负自旋转向磁场方向的转矩很小，因而磁化率比顺 磁磁化率小。随着温度升高，有序的自旋结构逐渐被 破坏，磁化率增加，这与正常顺磁体的情况相反。然 而在某个临界温度以上，自旋有序结构完全消失，反 铁磁体变成通常的顺磁体。因而磁化率在临界温度(称 奈耳温度Neel point)显示出一个尖锐的极大值。
顺磁性物质的原子或离子具有一定的磁矩，这些 原子磁矩耒源于未满的电子壳层(例如过渡族元素的 3d壳层)。在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的 很远，以致它们之间没有明显的相互作用，因而在 没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无 规混乱取向。当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁 场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率，其数 量级为c=10-510-2。 顺磁物质的磁化率随温度的变化 χ(T)有两种类型: 第一类遵从居里定律： χ =C/T C称为居里常数 第二类遵从居里-外斯定律： χ =C/(T-Tp) Tp称为顺磁居里温度
作业： P289: 9.2, 9.6, 9.7, 9.9, 9.10, 9.12, 9.15, 9.17
第八讲 金属材料和磁性材料
• 金属材料 的使用与人类文明进程关系密切 • 磁性材料 关系电子、信息、通讯及生物等广泛领域
钢铁和新型金属材料
磁性理论
金属材料
磁性材料
磁性材料
磁性与磁性材料的发展史
第八讲 金属材料和磁性材料
锰钢－不锈钢 我国特种钢生产研究状况
第八讲 金属材料和磁性材料 8.2 新型金属材料
• 传统金属材料：铁－铝－铜－铅－锌，等 • 特种金属： 钛－钒－铟－钴－钽－锆－铍－钋－铌，等 • 特种合金： 金属玻璃－形状记忆合金－高温合金 －超导合金－储氢合金，等
• 非晶态合金－金属玻璃
高自旋态：
弱晶场 dE<W 洪德法则成立 . 晶场下 电子轨道分裂, 分裂能 (d E) 小于库仑相互作用 (W) 时， 电子由最低能级开始填充， 一直到最高能级，过半满后， 电子以相反的自旋填充到最 低能级。称为高自旋态。
第八讲 金属材料和磁性材料
• 对同一种金属原子M，不同配体的场强不同，配体分
裂能的大小次序为：
• 对一定的配体，分裂能随M而异，其大小次序为：
第八讲 金属材料和磁性材料
第八讲 金属材料和磁性材料
第八讲 金属材料和磁性材料
球对称场
第八讲 金属材料和磁性材料 8.4 物质磁性的起源和分类
• 电－磁
原子轨道或分子轨道上的电子运动/电荷运动 磁 晶格－晶胞－磁畴
• 抗磁性：
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。它出现在没有原子磁矩 的材料中，其抗磁磁化率是负的，而且很小， c~10-5。 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，因而金
亚稳态
第八讲 金属材料和磁性材料
第八讲 金属材料和磁性材料 8.3 配位场中金属原子的能级和未成对电子数
分裂能Δ0 和 电子成对能P 高自旋(HS) 和 低自旋(LS)
低自旋态: 强晶场 d E>W 洪德法则不再成立.晶场下电子轨道分裂，分裂能隙(d E) 大于库仑相互作用(W)时，电子由最低能级开始填充 ,如果电 子填充到与上一个能级之间的能隙大于库仑相互作用能 (dE>W) 时，电子将以相反的自旋填充到最低能级，因而最 低能级的电子轨道同时有两个自旋相反的电子占据，而能量 高的电子轨道没有电子占据，称为低自旋态。
第八讲 金属材料和磁性材料
第八讲 金属材料和磁性材料
第八讲 金属材料和磁性材料 8.5 磁性材料
• 磁性：内禀磁性－饱和磁化强度 居里温度 奈耳温度
外禀磁性－矫顽力 剩磁
剩磁 最大磁能积 矫顽力
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• 永磁材料－硬磁材料 合金钢－铁氧体－稀土合金
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• 亚铁磁性
在亚铁磁体中，A和B次晶格由不同的磁性原 子占据，而且有时由不同数目的原子占据，A 和B位中的磁性原子成反平行耦合，反铁磁的 自旋排列导致一个自旋未能完全抵消的自发磁 化强度，这样的磁性称为亚铁磁性。1948年奈 耳根据反铁磁性分子场理论，提出亚铁磁性分 子场理论，用来分析尖晶石铁氧体的自发磁化 强度及其与温度的关系。
磁学是一门古老又年轻的学科。 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。 磁学与其它学科交叉：信息、电气、交通、 生物、药物、天文、地质、能源、选矿等。 MEMS的发展不可避免的会使用各种类型 的磁性材料，而且是小尺寸复合型的材料。
第八讲 金属材料和磁性材料 8.1 钢铁
指南针 司马迁《史记》描述黄帝作战用 罗盘 宋朝朱或《萍洲可谈》12世纪 磁石 最早的著作《De Magnete 》 W.Gibert 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 ,电动机、发电机等开创现 代电气工业 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假设 1919年 巴克豪森效应 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 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体
• 纯铁－生铁－钢 炼铁和炼钢
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• 钢铁的相组成和性能
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－铁 bcc －铁 ccp －铁 bcc
奥氏体－－渗碳体－马氏体－石墨
奥氏体－ －铁 的间隙固溶体 铁素体－ －铁 的间隙固溶体 渗碳体－化合物Fe3C 马氏体－ －铁过饱和间隙固溶体
• 软磁材料 外磁场中易磁化易退磁的磁性材料，应用广泛 Fe-Si 合金：硅钢片（矽钢片） Fe-Ni 合金：坡莫合金 铁氧体 非晶软磁材料 • 磁信息材料和特种磁性材料 磁记录材料－磁光材料－磁致伸缩材料