12-3 铁磁质

d、撤去外磁场后，仍能保留部分磁性，存在磁 滞现象，画出图就有一磁滞回线。
3.磁化曲线 顺磁质的 很小,且常数，因此顺磁质的磁 化曲线是直线。
B
B tan H
B H曲线
O

H
顺磁质的磁化曲线
铁磁质的 很大,且当外磁场变化时，它还 随磁感应强度的变化而变化，因此铁磁质的磁化 曲线不是直线。
12-3 铁磁质
与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：
(1)在外磁场的作用下能产生很强 的附加磁场。 (2) 去掉外磁场后，它将仍能保 居里 持其磁化状态。 (3)相对磁导率和磁化率不是常数，而是随外磁场的 变化而变化；具有磁滞现象， B、H 之间不具有简 单的线性关系。 (4) 具有临界温度 Tc 。在 Tc 以上，铁磁性完全消失而 成为顺磁质，Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁 质有不同的居里温度。纯铁：770º C，纯镍：358º C。
B
O
H
B
O
H
矩磁铁氧体材料 磁滞回线接近于矩形，特点是剩磁Br接近饱和 值BS。 当矩磁材料在不同方向的外磁场磁化后，总是 处于 Bs 和
Bs
两种剩磁状态，可作电子计算
机的“记忆”元件。
压磁材料 压磁效应：一些铁磁材料受外力作用时，可 以引起磁导率的变化，这一现象称为压磁效应。 利用压磁材料，的这种特性可以制作压磁式 传感器，将非电量转换为电量。 磁致伸缩效应：一些铁磁材料在磁化过程中 能发生机械形变，铁磁材料的这种特性称为磁致 伸缩效应。 电声换能器中，把电磁振荡转换为机械振荡利 用的就是磁致伸缩效应。
无外磁场
磁畴
在没有外磁场作用时，各个磁畴的排列方向 是无规则的，因此整体不显磁性。
加上外磁场
B0
加上外磁场：各磁畴磁矩取向趋于一致，且与外 磁场方向相同，所以在不强的外磁场下，铁磁质 会表现出很强的磁性。通常铁磁质产生的附加磁 场要比外磁场要大好几个数量级。
2、铁磁质的特性： a、相对磁导率非常大； b、铁磁质磁化存在一居里点。原因：铁磁质中 的自发磁化区域，由于受到剧烈的分子热运 动的作用，磁畴被瓦解，铁磁质的磁性消失 ，过渡到顺磁质。不同的铁磁质居里温度亦 不同。 c、磁导率不是恒量，随所在处磁场强度变化而 变化，B与H不是线形关系。
B 的变化总落后于H 的变
化，称磁滞现象。 在反复磁化过程中能量的 损失叫做磁滞损耗。缓慢磁化 过程，经历一次磁化过程损耗 的能量与磁滞回线包围的面积
-Hc O d c b
B Br f Hc a
H
e -Br
成正比。 铁磁体在磁场的作用下，磁性为什么会如此？
来自百度文库
三. 磁畴
在铁磁质中，相邻原子中的电子间存在着非
一.铁磁质
把未磁化的均匀铁磁质充满一螺绕环，如图：
A
K
1 2
接 磁 通 计
R
线圈中通入电流(励磁电流)后，铁磁质就被磁化。 根据有介质时的安培环路定理，当励磁电流 为I时，环内的磁场强度：
H nI
A K
1 2
接 磁 通 计
R
铁芯中的 B 由磁通计上的次 级线圈测出 , 这样，通过改变励 磁电流，可得到对应的一组 B 和 H
四. 软磁材料 矫顽力很小 (Hc<102A•m-1) ，磁滞回 线窄，所围的面积小，磁滞损耗小。易 磁化，也易消磁。 软磁材料如纯铁、硅钢、铁氧体等 材料，适用于交变磁场中，常用作变压 器、继电器、电动机和发动机的铁芯。 五. 硬磁材料 矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽， 所围的面积大，磁滞损耗大。不易磁 化，也不易消磁。 硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合 金等材料。磁化后能保持很强的磁性， 适用于制成各种类型的永久磁铁。
当铁磁质处于交变磁场中，情况如何？
二. 磁滞回线 当铁磁质达到饱和状态后， 缓慢地减小H，铁磁质中的B并 不按原来的曲线减小，并且 H=0 时， B 不等于 0 ，具有一定 值，这种现象称为剩磁。
d
B
b
c -Hc O
Br
f Hc
a
H
-Br e
要完全消除剩磁Br，必须加反向磁场，当B=0时 磁场的值Hc为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加，铁磁质的磁化达到反向饱 和。 反向磁场减小到零，同样出现剩磁现象。不断 地正向或反向缓慢改变磁场，磁化曲线为一闭合曲 线 —磁滞回线。
常强的交换耦合作用，这个相互作用把铁磁质分
成许多个微小区域，这些自发磁化的微小区域称
为磁畴。每个磁畴内所有原子的磁矩的方向相同。
单晶磁畴结构示意图
多晶磁畴结构示意图
单晶磁畴结构示意图
多晶磁畴结构示意图
在没有外磁场作用时，磁体体内磁矩排列杂乱， 任意体积内的平均磁矩为零。
H
在外磁场作用下，磁矩与外磁场同方向排列 时的磁能将低于磁矩与外磁反向排列时的磁能， 结果是自发磁化磁矩和外磁场成小角度的磁畴处 于有利地位，这些磁畴体积逐渐扩大，而自发磁 化磁矩与外磁场成较大角度的磁畴体积逐渐缩小。 随着外磁场的不断增强，取向与外磁场成较大角 度的磁畴全部消失，留存的磁畴将向外磁场的方 向旋转，以后再继续增加磁场，所有磁畴都沿外 磁场方向整齐排列，这时磁化达到饱和。
Hm
H
d
矫顽力
5.铁磁材料 实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状 相差很大。
B B B
O
H
O
H
O
H
软磁材料
硬磁材料
矩磁铁氧体材料
软磁材料 矫顽力很小(Hc<102A•m-1)，磁滞回 线窄，所围的面积小，磁滞损耗小。易 磁化，也易消磁。 软磁材料如纯铁、硅钢、铁氧体等 材料，适用于交变磁场中，常用作变压 器、继电器、电动机和发动机的铁芯。 硬磁材料 矫顽力大，剩磁大、磁滞回线宽， 所围的面积大，磁滞损耗大。不易磁 化，也不易消磁。 硬磁材料如碳钢、钨钢、铝镍钴合 金等材料。磁化后能保持很强的磁性， 适用于制成各种类型的永久磁铁。
铁磁质的相对磁导率非常大，因此，常用在电磁 铁、电机、变压器、电表等的线圈中，借以增强它们 磁性。 为什么铁磁质能大大增强磁场呢？下面用磁畴的 概念加以说明。 1、磁畴 铁磁质内部原子间的相互作用非常强烈，在这种 作用下，铁磁质的内部形成了一些微小的区域——磁 畴。 每一磁畴中，各原子的排列很整齐的,因此具有 很强的磁性。但不同的磁畴的排列方向彼此不同，所 以没有外磁场时，各磁畴的磁矩相互抵消，对外不显 磁性。
12-3 铁磁质
与弱磁质相比，铁磁质具有以下特点：
(1) 在外磁场的作用下能产生很 强的附加磁场。 (2) 外磁场停止作用后，仍能保 居里 持其磁化状态。 (3)相对磁导率和磁化率不是常数，而是随外磁场的 变化而变化；具有磁滞现象， B、H 之间不具有简 单的线性关系。 (4) 具有临界温度 Tc 。在 Tc 以上，铁磁性完全消失而 成为顺磁质，Tc称为居里温度或居里点。不同的铁磁 质有不同的居里温度 Tc。纯铁：770º C，纯镍：358º C。
B
O
H
B
O
H
B
C B~H S
B A
的值，从而给出一条关于试样
B~H的关系曲线（磁化曲线）。
O
H
B 使励磁电流从零开始，然 后逐渐增大电流，以增大H 。 B
S
随H 的增大，B先缓慢增 大(OA段)，然后迅速增大(AB 段)，过B点过后，B又缓慢增 大(BC段)。
C B
B~H
S
A
O
~H Hs H
从S开始，B几乎不随H的增大而增大，介质的磁化 达到饱和。与S对应的HS称饱和磁场强度，相应的BS 称饱和磁感应强度。 根据 B /( H ) 可以求出不同H 值对应的 值，由 此可见铁磁质显著的非线性特点。
B
Bmax
Bmax 叫做饱和磁感强度
P N
B H曲线
M O 铁磁质的磁化曲线
H
4.磁滞回线
当外磁场强度逐渐减小时，磁感应强度 B 并 不沿起始磁化曲线返回 ，而是沿着ab曲线比较缓 慢地减小，这种 B 落后于H 的变化的现象，叫做 磁滞现象，简称磁滞。 B
Bm
剩 磁
Hm
a
b
Br
c
O
Hc
Bm