四川大学材料学院 陈宝军何知宇 磁性材料 期末复习题.docx

四川大学材料学院陈宝军、何知宇磁性材料期末复习题磁性材料期末复习一、名词解释1、磁矩：反映磁偶极子的磁性人小及方向的物理暈，定义为磁偶极子等效的平血冋路内的电流和冋路血积的乘积u =i. s2、磁化强度M：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。

3、退磁场：有限几何尺寸的磁体在外磁场屮被磁化后，表血将产生磁极，从而使磁体内部存在与磁化强度M方向相反的一种磁场，起减退磁化的作用，称为退磁场Hd,有时也称作反磁场。

4、自发磁化：磁有序物质在无外加磁场的情况下，由于近邻原子间电子的交换作用或其他相互作川，使物质屮各原子的磁矩在一定空间范围内呈现有序排列而达到的磁化，称为自发磁化5、技术磁化：技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行•为的机理，即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。

6、涡流损耗：。

当对导电性磁性材料施加交流磁场时，对应磁通景变化，材料屮会产生感应涡流，由涡流产生的并以焦耳热的形式损耗的该部分能量即为血。

7、坡莫合金：该名称的意思为具有高导磁率的合金，是指成分为Fe（35%〜80%）-Ni 的合金，具有面心立方点阵。

8、诙氧体：以为主要成分的氧化物磁性材料。

9、硬磁铁氧体：一般可表示为M0・xFe203,（其中M为丽、St等）。

不含Ni、Co等贵金属元素；晶体对称性低，磁各向异性人，化学稳定性好，尽管从产值上已被稀土永磁体超过，但仍然占有很人的市场份额。

10、居里温度：磁矩的有序排列由于热扰动被完全破坏时的温度。

（磁滞冋线对温度是很敏感的，特别是铁磁体，由于其自发磁化对温度的相关性，造成磁滞冋线相对于温度变化的-•系列特征。

）铁磁性材料的自发磁化Ms在居里点Tc发生磁性转变，Tc以下为诙磁性，Tc以上铁磁性消失。

11、最人磁能积：当IId=0时，BdIId=0；同样，在曲线与U0II轴的交点，Bd = O,也有BdIId=0o在这两点之间Bdlld存在最人值，称为最人磁能积（BIDmaxo12、金属间化合物：由两种以上的金属元素构成。

其晶体结构一般不同于构成金属的晶体结构；组成比为简单常数；成分变化吋其物理性质及化学性质发生不连续变化；每种构成原子占据晶格）I1的固定位置。

13、粘结磁体：晶粒—•般为各向同性的，磁矩混乱分布，尺寸一般为10〜500nn）,小晶粒为单畴粒子，人晶粒可能为多畴结构。

形状随工艺变化，非椭球粒子，可能有突出的棱和尖角。

硬磁性晶粒之间部分被非磁性层间隔，有的晶粒界面肓接耦合。

14、磁光效应：磁光效应是基于光与物质的磁化（或磁场）相互作丿U，而使光学参数发生变化的现彖。

15、法拉第效丿'认法拉第效应是光与原子磁矩相互作用而产生（在其偏振血上旋转一•定角度射出）的现象。

半YIG （Y3Fe5012）等一些透明物质透过玄线偏光时，若同时施加与入射光平行的磁场，透射光将在其徧振血上旋转一定的角度射出，称此现象为法拉第效应。

16、克尔效丿、么当光波入射到被磁化的物质或外磁场作用下的物质表血时，其反射光的偏振面发生旋转的现象称为克尔效应。

17、磁泡：在消磁状态下，若外加向上的磁场，随着磁场强度增加，向下的磁畴逐渐减小，从达到某一•磁场强度开始出现圆柱状磁畴，由于其形状有如泡状，故称其为磁泡。

18、磁性液体：就是把用表血活性剂处理过的超细磁性微粒高度分散在基液（载液）屮形成的-种磁性胶体溶液。

19、磁致伸缩效应：消磁状态的铁磁体磁化，-般情况下其尺寸、形状会发生变化。

这种现象称为磁致伸缩效应20、磁致电阻效应：施加磁场使物质电阻发生变化的现象，称为磁致电阻效应21、巨磁电阻效应:在由Fe, Cr交替沉积而形成的多层膜（Fe/Cr）N（N为周期数）中,发现了MR比超过50%的现象，由于这个结果远远超过了多层膜屮Fc层MR比的总和，所以称这种现象为巨磁电阻效应。

22、磁热效丿应：绝热过程小铁磁体或顺磁体的温度随磁场强度的改变而变化的现象。

23、磁相变：二、填空1、磁学的两个基木命题是和—2、S I制中II的单位是—安培/米CGS单位制中是_奥斯特___________ o3、原子磁矩来源于三个方面电子磁矩、非磁性原子和磁性原子5、Fe、Co、Ni原子的电子壳层排列依次为2p63s23p6 3d7 4s2____________ 、—Is22s22p63s2 3p6 3d8 4s2 ___________ 。

6、3d过渡金属Fe、Co、Ni及其合金的磁性來源于____________7、由海森堡交换作用模型可以得出物质具有铁磁性的必要条件是—材料原子小具有未充满的电子壳层,即原子磁矩充要条件是—交换能积分常数A>0—。

8、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，这种现象称为磁晶各向异性，它存在于所有铁磁性晶体屮，在非晶磁性材料小不存在。

9、一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为磁畴壁的位移运动和—磁畴转动_______ 。

10、根据畴壁屮磁矩的过渡方式，可以将畴壁分为—、_和—枕木状畴壁—O11、______________________________________ 软磁材料在交流应用中的损耗有：、和—损耗—o12、品质因数是反映软磁材料在交变磁化时能量的—贮能和损耗的性能。

13、铁氧体按其晶体结构诙氧体材料可分为铅石型。

14、设尖晶石铁氧体的分子式为AxnABynBCznC04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、xXnA+yXnB+zXnC=8。

15、尖晶石铁氧体在单位晶胞屮，A位置共有—64—个，B位置共有_32_个，但实际占有金离子的A位置只有8个，B位置只有_16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掺杂—有利。

16绝人多数铁氧体其导电特性属于—半导体类型其电阻率随温度的升高按指数规律—下降「17、一•般来讲，铁氧体材料其磁饱和磁化强度远低于金属软磁材料，其应用频率远—高—于金属软磁材料；金属软磁材料低电阻率的特性导致—趋肤效应，—涡流损耗限諭了其在高频段的应用。

18、永磁体的工作点位于磁滞冋线的—位置。

其的一个重要的性能指标为—最人磁能积，其单位为MG0e o19、根据形成高矫顽力的机理，钢、析岀硬化型磁钢、时效硬化型永磁和有序硬化型永磁。

20、永磁材料主要分为_、_________ 和—材料—三大类。

21、稀土永磁材料是—稀土元索_和_过渡金属—所形成的一类高性能永磁材料。

通常把_（BH）max^l60kJ/m3必1-5型SmCo5磁体—称为第一代稀土磁体，把—称为第二代稀土磁体，把—通常把（BH）max^240〜460kJ/m3的Nd - Fe-B磁体—称为第三代稀土磁体，其主要成分是刼磁性的相。

22、Nd-Fe-B永磁体按制造方法不同可以分为两类：—和_磁体23、磁记录是在记录介质表血•形成。

24、磁记录的基本构成要索是：和 ____ 。

25、根据记录信息的形态，磁记录可以分为—和—o26、磁头人体上可以分为：___________ 、 _________ 和___________ 三类。

对电磁感应型磁头磁芯皿使川软磁材料，记录时为了能使记录介质全厚度达到完全的饱和磁化，要求使用—高饱和磁通密度_的材料，再生时为了能高灵敏度地检出记录介质较弱的磁场，要求使用—高磁导率一材料。

27、磁记录介质可以分为_、—和三类。

28、光盘的种类—、 ______ 和 ____ 。

29、磁光记录（写入）分—和—两种方式。

30、超导体的特征有：—、______ 和_。

三、简答1、物质的磁性有哪儿种？它们磁矩各有什么特性？反磁性，铁磁性，反铁磁性，顺磁性，亚铁磁性反磁性：在外磁场作用下，原子系统获得与外磁场方向反向磁矩的现象铁磁性:是指物质小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屮人致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增人时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某…极限值的现象。

反铁磁性：在原子自旋（磁矩）受交换作川而呈现有序排列的磁性材料屮，如果相邻原子自旋间是受负的交换作用，自旋为反平行排列，则磁矩虽处于有序状态（称为序磁性），但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零。

这种磁育序状态称为反铁磁性。

顺磁性：某些物质在受外磁场作川后，感生出与外磁场同向的磁化强度，其磁化率人于零但数值很小，这种磁性称为顺磁性亚铁磁性：亚铁磁性宏观与铁磁性基木相同，只是磁化率相比史低，只有1-1000数量级。

2、曲出铁磁性物质的初始磁化曲线与磁滞冋线并阐述其主要过程，在图屮标出其五个重要磁学参量，并说明个参量物理意义的。

1--------------- 4琦模型(a)铁磁性体的磁化曲线及磯19棋型I一 (以铁为例〉「I(一般情况下，篇壁宽度为lOMZm)(b)恋畸塞的恿矩楔型铁磁体在消磁状态，由于其小的小磁体随机取向，具磁化彼此相抵消，总体磁化为零。

如果在图小所示方向施加弱磁场，磁化方向与该磁场方向接近的磁畴壁相应移动，畴壁屮原子磁矩逐渐向外磁场方向转化。

将铁磁体从磁小性磁化到饱和，需经过可逆的畴壁移动，非可逆畴壁移动，可逆的磁畴旋转以及达到饱和四个过程。

1 •可逆磁化区G）如图'I'alx域所示，当磁场很弱时，随磁场强度增加，磁化强度变人；反乙磁化强度减小；H = 0时，M = 0。

在该范|韦|内，二者的关系是可逆的。

此时，磁畴也能恢复到原來状态。

磁感应强度与磁场强度H间也有相同的关系。

在此范|韦|内，AB/AH= ui称为初始磁导率，它是表征软磁性的重要特征参数之一。

2.不可逆磁化区（b）在区域b,随磁场强度增加，磁畴④的畴壁移动，磁畴增人，即使磁场强度减小，MTI 也不会沿原曲线路径返冋，而是按坏形移动，这说明M-II, B-II曲线是不可逆的。

此时，△B/AH存在最人值，称为最人磁导率Umax,它是和u i同样重要的软磁特性表征参数之在该区域，M相对于H是不连续的，磁畴壁会受障碍物（钉扎点等）的阻止作用。

一旦畴壁脱离阻止，磁化强度随即增加。

所以，磁畴壁完全消失的状态对应着行-程的终点，此时磁畴④完全并吞其它磁畴，但磁化方向与外磁场方向并不完全一致。

3.旋转磁化区（c）随着磁场进一步增强，磁化过程进c区域，此时自发磁化将向着外加磁场方向旋转，磁畴的移动是突然和不连续的，磁化也是不连续的，当自发磁化旋转到与外加磁场方向完全 -致时，达到饱和磁化强度Ms。

4•饱和点（d）与饱和磁化强度Ms随磁场强度进一步增加时：如图所示，磁化强度由b到达c区域，并在d点达到饱和，此时的磁化强度为饱和磁化强度Ms,它是铁磁体极为重要的特性Z -o磁化达到饱和后，磁感应强度B二UOH+M只随UOH项的变化而变化，因此，对丿应的常用饱和磁感应强度Bs 或最人磁感应强度Bm o3、什么是磁畴？什么是磁畴壁？为什么会形成磁畴？磁畴的数IJ由什么条件决定？诙磁体由于交换相互作用（诙磁性）、超交换相互作用（亚饮磁性），致使原子磁矩呈平行或反平行排列，这样就可能残留称为自发磁化强度的有效磁化成分（磁畴的成因），其三维区域称为磁畴，实际的磁畴都具冇一•定的几何尺寸人小，彼此为自发磁化强度大小和方向各异的区域，磁畴之间的边界称为磁畴壁。