软磁非晶薄带磁滞回线偏移行为研究
磁化曲线测试分析磁滞回线测试分析居里温度测试分析实验报告
强磁性物质对外加磁场响应行为的测试分析虚拟仿真实验实验报告学号：ilab_mj_2375737姓名：实验名：1、磁化曲线测试分析2、磁滞回线测试分析、居里温度测试分析分数：100.0实验结束时间：2020-03-12 16:41:09实验记录：（1）联网计算机；（2）虚拟软件："强磁性物质对外加磁场响应行为的测试分析虚拟仿真实验”虚拟仿真软件。
（3）虚拟仪器：（4）振动样品磁强计；冷却水循环机；真空泵；加热炉；扫描电子显微镜（5）虚拟药品:（6）软磁材料：（7）镍球标样（质量35.28mg，饱和磁化强度54.38emu）；尖晶石NiZn铁氧体待测小球；石榴石YIG铁氧体待测小球。
（8）硬磁材料：（9）六角钡铁氧体待测小球； U型、M型六角钡铁氧体片状样品。
参数结果：本实验项目表征物理量、选用样品种类和测试条件等见表1。
学生可以根据需要进入不同的功能模块，设置不同的材料种类，选择不同的表征物理量以及测试条件，探究由此带来的技术磁化过程变化规律和物理机理。
实验原理：本实验教学项目涉及《磁性物理》课程中的技术磁化过程及静态磁参数测试分析，具有综合性、系统性、应用性强等特点，旨在培养学生对磁性物理、材料及应用等方面知识的掌握和综合分析能力，加深学生对强磁性物质技术磁化过程及其物理机制的理解。
本实验项目采用3D建模，依据真实实验场景，使用Maya和3DMax软件进行整体实验室（环境、设备）建模。
数值仿真计算结果与实际实验结果误差不超过1%。
1、磁化曲线测试原理磁化过程指强磁性物质在外加磁场作用下，从磁中性状态到饱和磁化状态的过程。
磁化强度（M）与磁场强度（H）之间呈非线性关系，其物理根源在于磁性材料内存在自发磁化现象。
通常，磁化曲线（图1中的o-a曲线）可分为四个磁化阶段，即：起始磁化区、瑞利区、陡峭区和趋近饱和区。
图1 磁化曲线、磁滞回线示意图磁化过程主要归纳为两种基本机制：畴壁位移（在有效场H作用下，自发磁化方向接近于H 方向的磁畴长大，而与H方向偏离较大的近邻磁畴相应缩小，从而使畴壁发生位置变化的过程）和磁畴转动（在有效场H作用下，磁畴内所有磁矩一致向着H方向转动的过程）。
铁磁材料磁滞回线的研究
到充分放松， 最终调节中枢神经系统兴 由于具有以上特点必须说明的是在测定 Ｂ ｍ ）和 － Ｂ ｒ （≈ － Ｂ ｍ ）两种不同
奋性的一种方法。研究表明， 这种方法 磁化曲线和磁滞回线时，首先必须对 的剩磁，矩磁材料常用作记忆元件，
在实际的训练和比赛中具有明显消除心 铁磁材料预先进行退磁，以保证外加 如电子计算机中存储器的芯片。
作者简介
“ 胖 ”、 窄 “ 瘦 ” 之 分 。 通 常 根 据 磁滞回线的不同将磁铁材料分为软磁材 料、硬磁材料和矩磁材料等。
软磁材料的磁滞回线窄而长，剩 余磁感应强度 Ｂｒ 和矫顽磁力 Ｈｃ 都很 小，其基本特征是磁导率高，易于磁 化及退磁。软铁、硅钢及波莫合金属 于这一类，它们常用来制造变压器及 电机的转子。当铁磁质反复被磁化 时，介质要发热。实验表明，反复 磁化所发生的热与磁滞回线包围的面积 成正比，变压器选用软磁材料就是考 虑了这一点。
在实验室观察铁磁材料的磁滞回线 是在示波器上进行的。先要将原线圈 的磁场 Ｈ 和付线圈磁感应强度 Ｂ 转化 为对应的电压信号，在示波器的 Ｘ 偏 转板输入正比于样品的励磁磁场 Ｈ 的 电压，同时在 Ｙ 偏转板输入正比于样 品中磁感应强度 Ｂ 的电压，结果在屏 上就得到样品的 Ｂ ￣ Ｈ 回线， 如图 ２ 所 示。那么磁场 Ｈ 和磁感应强度 Ｂ 是如 何转化为对应的电压信号呢？
这样，在磁化电流变化的一周期
１００ 倍以上（例如，当 Ｃ 取为 １０微法时， 内，电子束的径迹描出一条完整的磁
Ｒ ２ 应取 ３ ０ Ｋ 欧以上）。这样，Ｕ ２ 与 Ｉ２Ｒ２ 相比可忽略（由此带来的误差小于 １％），于是（４）式简化为
滞回线，以后每个过程重复此过程。 可逐渐调节输入交流电压，使磁滞回 线由小到大扩展方法，把逐次在坐标
固化对纳米晶磁芯软磁性能影响的研究探究新
任森生 等
收稿日期：2018年1月19日；录用日期：2018年2月7日；发布日期：2018年2月14日
摘
要
本文将单辊快淬法制备的Fe基非晶薄带绕成磁芯， 经500℃退火2小时制成纳米晶磁芯， 然后选用有机硅、 聚氨酯和环氧树脂3种固化剂分别固化纳米晶磁芯。采用TD8120型软磁交流测试系统和TD8220-A型软 磁直流测试系统，分别测试固化前后纳米晶磁芯的交、直流软磁性能。对比分析采用3种不同固化剂固 化对纳米晶磁芯的矫顽力、磁导率、损耗等软磁参数的影响。研究结果表明，采用有机硅固化的纳米晶 磁芯的直流软磁性能受固化影响最小，其直流软磁性能最好；采用聚氨酯固化的纳米晶磁芯的交流软磁 性能受固化影响最小，其交流软磁性能最佳。固化成型是纳米晶磁芯制备的关键工艺，降低固化对纳米 晶磁芯性能的影响具有重要的现实意义。本文研究结果对于纳米晶磁芯固化成型工艺的改进具有参考价 值。
3. 结果与讨论
3.1. 固化剂对纳米晶磁芯直流软磁特性的影响
图 1 为固化前后各磁芯的直流磁滞回线，其中曲线 a 为未固化磁芯样品磁滞回线，曲线 b 为环氧树 脂固化磁芯样品磁滞回线， 曲线 c 为聚氨酯固化磁芯磁滞回线， 曲线 d 为有机硅固化磁芯样品磁滞回线， 表 1 为固化前后各磁芯的直流软磁参数。固化对磁芯饱和磁感应强度影响较小，使磁芯磁导率降低，矫 顽力升高，直流软磁特性减弱。其中环氧树脂固化磁芯软磁性能最差，矫顽力为 1.75 A/m (相比固化前升 高 42%)，起始磁导率为 48.16 mH/m (相比固化前降低 40%)，最大磁导率为 227.57 mH/m (相比固化前降
2. 实验
本文使用单辊快淬法制备的 Fe73.5Cu2Nb3Si12.5B9 (Fe 基合金)非晶薄带[12]，宽 15 mm，厚 19 μm。将 其盘绕成内直径 29.5 cm，外直径 39.495~39.505 cm，质量约为 49.7 g 的环状磁芯。在氮气保护下，500℃
块体非晶钢合金的研究应用现状与展望_李宏祥
2009中国铸造活动周论文集块体非晶钢合金的研究应用现状与展望李宏祥1, 2, 吕昭平2，王善林3, 李承熏3(1.江苏工业学院材料科学与工程学院，中国常州，213164;2.北京科技大学新金属材料国家重点实验室，中国北京，100083;3.庆北国立大学校材料科学及冶金系，韩国大邱，702-701)摘要：块体非晶钢合金作为一种新型的功能结构材料因为高的断裂强度、良好的耐磨耐蚀性能和优异的软磁性能，近年来吸引着材料科研工作者的广泛注意，尤其是作为优异的变压器铁芯材料因为低的矫丸力、低的芯损和高的饱和磁化强度获得了广泛的工业应用。
本文试图对块体非晶钢的研究现状从玻璃形成能力、力学性能、腐蚀性能、软磁性能等各个角度进行回顾，并且着重探讨了其在电子器件、传感器、军事、精密微机械、催化剂等方面的应用状况与潜在价值。
同时，本文也对块体非晶钢研究与应用面临的挑战以及未来的可能研究方向进行了展望，将有助于推动块体非晶钢这一新型结构功能材料的研究与应用的进一步发展。
关键词：块体非晶钢合金；玻璃形成能力；力学性能；腐蚀性能；软磁性能自从Duwez等1967年在世界上第1次发现Fe-P-C铁基非晶合金以来，铁基非晶合金因为其高的断裂强度、优异的抗腐蚀和软磁性能以及地球上丰富的铁资源，一直吸引着材料科研工作者的广泛注意[1]。
Fe-P-B、(Fe, Co)-B-Si、(Fe, Co, Ni)-M、(Fe, Co, Ni)-M-B(M=Zr, Hf, Nb)等合金系相继涌现，然而，这个时期的铁基非晶合金因为需要至少105K/s的冷却速度，故应用形式局限在薄带、细丝以及粉末等。
铁基非晶合金获得大块形式的真正突破在1995年，来自日本东北大学的Inoue教授课题组发现了1mm的Fe-(Al, Ga)-(P, C, B)块体非晶合金系[2]。
这之后各国科学家争相开展此方面的研究，相继报告了Fe-(Al, Ga)-(C, B, P, Si, Ge)、Fe-TM-B、Fe-Co-Ln-B、Fe-(Cr, Mn)-(Mo, Co)-(C, B)-(Er, Y)等块体非晶钢合金系，同时在形成能力、力学性能、抗腐蚀性能以及软磁性能的提高方面均获得了重要突破。
非晶软磁材料
非晶软磁材料
非晶软磁材料是一类具有优异磁性能和热稳定性的材料，广泛应用于电力电子、通信、医疗器械等领域。
相比于晶体软磁材料，非晶软磁材料具有更高的饱和磁感应强度和低的磁滞回线，因此在高频应用中具有更好的性能。
本文将对非晶软磁材料的特性、制备方法以及应用进行介绍。
首先，非晶软磁材料具有优异的软磁性能。
其具有高饱和磁感应强度和低的磁
滞回线，能够有效降低磁芯损耗，提高电磁转换效率。
同时，非晶软磁材料还具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在恶劣环境下稳定工作。
其次，非晶软磁材料的制备方法主要包括溅射法、快速凝固法和溶液法等。
其中，溅射法是将金属靶材置于真空室中，通过离子轰击使金属原子蒸发并沉积在基底上，形成非晶薄膜。
快速凝固法是将金属液体迅速冷却至玻璃化温度以下，形成非晶态结构。
溶液法则是将金属盐溶解在溶剂中，通过化学反应得到非晶材料。
最后，非晶软磁材料在电力电子、通信和医疗器械领域有着广泛的应用。
在电
力电子领域，非晶软磁材料被广泛应用于变压器、电感器等元器件中，能够提高能量转换效率，减小体积和重量。
在通信领域，非晶软磁材料被用于制备高频变压器和电感器，能够提高信号传输质量。
在医疗器械领域，非晶软磁材料被用于制备医疗设备中的电感器和传感器，能够提高设备的性能和稳定性。
总之，非晶软磁材料具有优异的磁性能和热稳定性，制备方法多样，应用领域
广泛。
随着科技的不断发展，非晶软磁材料将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的进步做出贡献。
软磁材料磁滞回线
软磁材料磁滞回线软磁材料是一类在外加磁场作用下，具有较高磁导率和低磁滞的材料。
磁滞回线是软磁材料的一个重要性能指标，它直接影响着软磁材料在磁场中的磁化特性。
在实际应用中，磁滞回线的大小对于电子设备和磁性传感器等领域起着至关重要的作用。
本文将对软磁材料磁滞回线进行详细介绍，包括其定义、影响因素和应用。
磁滞回线是软磁材料在磁化过程中磁化强度与磁场强度之间的关系曲线。
通俗地说，磁滞回线描述了材料在磁场中磁化和去磁化的过程中，磁化强度随着磁场强度的变化情况。
磁滞回线的形状和大小直接反映了软磁材料的磁滞特性，也是评价软磁材料性能的重要指标之一。
软磁材料的磁滞回线受到多种因素的影响，其中包括晶粒尺寸、晶粒取向、应力状态、化学成分等。
晶粒尺寸和晶粒取向是影响磁滞回线的重要因素之一，晶粒尺寸越小，晶粒取向越好，磁滞回线就越窄。
此外，应力状态也会对磁滞回线产生影响，应力会导致磁滞回线发生偏移和扩展。
化学成分对磁滞回线的影响也很大，不同的合金元素含量会导致磁滞回线形状和大小的变化。
软磁材料磁滞回线的大小和形状直接影响着其在电子设备和磁性传感器中的应用。
磁滞回线越窄，说明材料的磁化和去磁化过程越容易，磁能损耗越小，因此在变压器、电感线圈等领域有着广泛的应用。
而对于磁性传感器来说，磁滞回线的大小和形状则直接影响了传感器的灵敏度和稳定性。
综上所述，软磁材料磁滞回线是衡量软磁材料性能的重要指标之一，它直接影响着材料在磁场中的磁化特性和应用性能。
因此，在软磁材料的研究和生产过程中，需要重点关注磁滞回线的大小和形状，通过优化材料的组织结构和化学成分，尽可能地改善磁滞回线的性能，从而更好地满足不同领域的应用需求。
磁性材料的磁滞回线特性
磁性材料的磁滞回线特性磁滞回线是磁性材料在外加磁场作用下，磁化过程中磁感应强度与磁场强度的关系曲线。
磁滞回线特性是磁性材料的重要性能之一，对于磁材料的设计和应用具有重要意义。
本文将探讨磁性材料的磁滞回线特性以及其在不同领域的应用。
一、磁滞回线的定义与测量方法磁滞回线是指在磁化和去磁化过程中，磁感应强度与磁场强度的关系曲线。
测量磁滞回线可以通过磁滞仪等实验仪器进行。
在测量时，首先将磁性材料置于磁场中，通过改变外加磁场的大小和方向，观察磁感应强度的变化，并记录下对应的磁场强度值。
重复此过程，即可得到磁滞回线。
二、磁滞回线特性的影响因素1. 材料本身的特性：磁滞回线特性与材料的晶格结构、磁性原子的排列方式、材料的饱和磁化强度等密切相关。
不同的磁性材料具有不同的磁滞回线特性。
2. 外部磁场的影响：外部磁场的大小和方向对磁滞回线的形状和位置有重要影响。
不同的外部磁场条件下，磁滞回线的形状和特性可以发生变化。
三、磁滞回线特性的应用1. 磁性材料的性能评估：通过测量磁滞回线，可以评估磁性材料的磁化能力、矫顽力、剩余磁化强度等性能指标，为材料的选用和设计提供依据。
2. 磁存储器件：在磁存储器件中，磁滞回线特性可以描述材料的磁化状态。
磁存储器件的读写操作依赖于磁滞回线特性的变化。
3. 电力变压器：磁滞回线特性对于电力变压器的铁芯材料选择和设计具有重要影响。
合适的磁滞回线特性能够提高变压器的能效和稳定性。
4. 电动机：在电动机中，磁滞回线特性可以用于分析电机的磁化特性和能效，对于电机的设计和性能改进具有指导意义。
五、磁性材料的磁滞回线特性的发展趋势随着科技的发展和应用需求的提升，对于磁性材料磁滞回线特性的要求也越来越高。
发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 提高磁化效率：随着磁滞回线特性的研究，科学家们不断寻找提高磁化效率的方法，以满足不同领域的高性能要求。
2. 调控磁滞回线特性：通过合理调控磁滞回线特性，使得磁性材料在不同条件下具有更好的性能表现，如在高温高频环境下仍能保持稳定的性能。
用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告
图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类，铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线，反映该材料的重要特性。
软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ，常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。
磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。
矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。
【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。
本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关数据，来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。
【实验目的】1. 认识铁磁物质的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。
2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和（H m ·B m ）等参数。
3. 测绘样品的磁滞回线，估算其磁滞损耗。
【实验仪器】电阻箱(两个),电容(3-5微法)，数字万用表，示波器，交流电源，互感器。
【实验原理】铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。
铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均属铁磁物质。
其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率μ很高。
另一特征是磁滞，即磁化场作用停止后，铁磁质仍保留磁化状态，图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。
图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态，即B ＝H ＝O ，当磁场H 从零开始增加时，磁感应强度B 随之缓慢上升，如线段oa 所示，继之B 随H 迅速增长，如ab 所示，其后B 的增长又趋缓慢，并当H 增至H S 时，B 到达饱和值B S ，oabs 称为起始磁化曲线。
图1表明，当磁场从H S 逐渐减小至零，磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点，而是沿另一条新的曲线SR 下降，比较线段OS 和SR 可知，H 减小B 相应也减小，但B 的变化滞后于H 的变化，这现象称为磁滞，磁滞的明显特征是当H ＝O 时，B 不为零，而保留剩磁Br 。
高饱和磁通密度Fe基非晶软磁合金研究进展_陈国钧
0.01 0.4
2605HB1 单板试料
0.8
1.2
1.6
2.0
B/T
(c)激磁功率 S
图 3 2605HB1 合金的特性曲线及与现用合金（2605SA1，取向硅钢电磁钢板）的比较[3]
成 分（at%）
表 3 某些 FeSiBC 系合金的成分和性能[4,5]
Bs/T B80/T B80/Bs P1.3/50/W·kg－1 P1.4/50/W·kg－1 P1.5/60/W·kg－1 TC/℃ Tx1/℃ RS△/% ε△ C 偏析层位置/nmC 含量峰值/at%
金 性 能 的 实 验 室 水 平 和 生 产 水 平 (0.025×170mm
带)，并与现用合金 2605SA1 和 0.23mm 厚高取向
硅钢加以对比。
表 1 变压器用铁心材料特性比较 （实验室水平，磁性能用单片样品测）[3]
材料
板厚 mm
2605HB1 0.025
Bs
Hc
T A·m－1
1.64 1.5
J Magn Mater Devices Vol 42 No 5
利。总之，我国的非晶纳米晶材料产业也进入了欣 欣向荣的发展时期。无论是国外或国内，该产业市 场年需要量都以二位百分数增长。
本文主要根据外国企业在华申请的专利及相 关文章介绍新型高 Bs（＞1.6T）、低损耗非晶合金 的最新研究进展。
2 新材料开发
Fe81.7Si2B16C0.3 1.650
0.85* 024**
0.29**
0.38
359 466
Fe82Si2B14 C2 1.669 1.646 0.986
0.152
0.227
0.34
非晶合金材料的微观结构与性能研究
非晶合金材料的微观结构与性能研究一、引言非晶合金材料是一种具有非晶结构的特殊材料，其微观结构与性能之间的关系一直是材料科学领域的研究热点。
本文将从微观结构和性能两个方面展开讨论，探索非晶合金材料的研究现状和未来发展趋势。
二、非晶合金材料的微观结构非晶合金材料具有无序的原子排列，其微观结构与晶态材料有着明显差异。
非晶合金材料的原子在空间中呈现出高度无序的状态，不存在长程有序性。
与此相对应，晶态材料的原子排列呈现周期性的结构，具有明确的晶格。
非晶合金材料的微观结构对其性能具有重要影响。
1.1 原子间距离与键长非晶合金材料的原子间距离较小，其平均键长与晶态材料相比更短。
这是由于非晶合金材料的原子在无序状态下更紧密地排列，原子间的相互作用更为紧密。
较短的原子间距离和键长使得非晶合金材料具有更高的密度和硬度。
1.2 原子结构与准晶态非晶合金材料的原子结构可以近似看作是准晶态。
准晶态是介于晶态和非晶态之间的中间态，具有部分有序性。
非晶合金材料的原子结构呈现出准周期性的特点，这是因为在材料的制备过程中，虽然材料无法达到完全无序的状态，但也无法形成明确的晶格结构。
1.3 供电缺陷与分形结构非晶合金材料中存在着各种供电缺陷，如空位、夹杂物等。
这些供电缺陷会引起材料的局部无序状态，对材料的性能产生显著影响。
此外，非晶合金材料的微观结构还呈现分形特征，即具有自相似性。
这种分形结构使得非晶合金材料具有多重尺度的性质，使其在机械、热学等方面具有丰富的性能。
三、非晶合金材料的性能研究非晶合金材料具有许多独特的性能，使其在材料科学和工程应用中具有广泛应用价值。
下面将从机械性能、磁性能和导电性能三个方面对非晶合金材料的性能进行详细介绍。
3.1 机械性能非晶合金材料具有优异的力学性能。
相比晶态材料，非晶合金材料的硬度和强度更高，同时具有较好的韧性和耐磨性。
这主要得益于其高度无序的微观结构，原子之间的紧密排列和供电缺陷对材料的强化作用。
非晶态材料磁性性质研究
非晶态材料磁性性质研究近年来，随着磁性材料在现代科技中的广泛应用，非晶态磁性材料也成为了研究的热点之一。
相比于传统的晶态磁性材料，非晶态磁性材料具有更加优秀的磁性能和物理性质，已经成为了磁性材料研究领域中不可忽视的存在。
一、非晶态材料的磁性质首先，非晶态磁性材料的磁化强度比起晶态材料有明显的提升，这主要是由于非晶态材料的晶体结构密度更高，导致在磁场的作用下磁化容易形成。
相比之下，晶态材料的晶粒界和晶格缺陷等都会影响磁性能，使得材料的磁性较差。
其次，非晶态磁性材料的磁滞回线更加窄，这意味着其磁场变化较为迅速，响应速度较快。
同时非晶态材料的分子结构较为均匀，使得材料内部的磁矩相互之间没有明显的相互作用，从而不会引起剩磁和铁磁滞后等现象。
此外，非晶态材料的饱和磁通量密度也相对较低，一般只有晶态材料的90%左右。
但是在某些应用场合下，非晶态材料的较低饱和磁通量密度可以减少材料重量，从而降低成本和能耗。
二、非晶态材料的制备方法制备非晶态材料的方法有很多，其中一种常用的方法是快速冷却。
相较于晶态材料，非晶态材料的原子排列更加杂乱，这是由于制备过程中材料的结晶过程被迅速中断，原子没有足够的时间进行有序排列。
快速冷却的方法可以使得材料的冷却速度达到极高的程度，从而使得材料变形固化时处于玻璃态状态。
此外，高温合金的合成也是非晶态材料制备的一种重要方法。
高温合金是指具有特殊的化学成分和热稳定性的合金材料，其一般由几种不同种类的金属元素、稀土元素和非常规合金元素组成。
高温合金一般需要在高温下进行熔炼和冷却、晶化的步骤，研究人员可以通过优化金属元素的种类和含量，来制备出具有高热稳定性和非晶态的高温合金材料。
三、非晶态材料的应用领域非晶态磁性材料在各种磁性器件中广泛应用，如电机、传感器、变压器等。
其中，传感器是应用较广的一种设备。
传感器的工作基本上是基于磁电效应，应用于空气压力、温度、速度、加速度、声波、流体、环境、土壤、水质量等多个方面，并且无论是在大气环境下还是在强磁场下，都有较好的表现。
磁滞回线的名词解释
磁滞回线的名词解释磁滞回线是描述磁材料在磁场作用下的磁化过程的一条特殊曲线。
通过磁滞回线，我们可以了解磁材料在不同磁场强度下的磁化和去磁化行为，进而深入了解磁性材料的性质和应用。
本文将详细解释磁滞回线的概念、特点以及磁滞回线在磁性材料研究和应用中的重要作用。
一、磁滞回线的概念磁滞回线是磁材料在磁场作用下，磁化强度与磁场强度之间的关系曲线。
当磁场不断改变时，磁滞回线描述了磁材料在该过程中的磁化和去磁化行为。
通过磁滞回线，我们可以了解磁材料在磁场中的响应，包括磁化过程中的磁滞现象和去磁化过程中的剩余磁感应强度。
二、磁滞回线的特点1. 延迟性：在磁场变化时，磁材料的磁化和去磁化过程存在一定的延迟。
这是因为磁材料内部的磁矩需要经历排序和重新分布的过程。
因此，当磁场变化方向改变时，磁滞回线上的数据点并不紧跟磁场的变化，而是有一定的滞后。
2. 非线性：磁滞回线通常是非线性曲线。
在磁材料的饱和区域和饱和退磁区域，磁滞回线的斜率变化较大。
这是因为在磁感应强度较低或较高时，磁化过程更容易或更不容易发生。
3. 面积表示磁性材料特性：磁滞回线所围成的面积代表了磁材料的特性。
面积越大，说明磁材料磁化和去磁化过程中消耗的能量越大，也就代表磁材料的磁滞特性越强。
三、磁滞回线在磁性材料研究和应用中的重要作用1. 磁性材料研究：通过分析磁滞回线，可以确定磁材料的磁化曲线和去磁曲线，从而了解材料的磁滞特性，如磁饱和磁感应强度、剩磁、矫顽力等。
这些特性对于磁材料的设计和选择具有重要意义。
2. 磁性材料应用：磁滞回线在磁性材料的应用中也起到了关键作用。
例如，在电力变压器中，通过控制磁性材料的磁滞回线特性，可以实现高效的能量传递和有效的电力转换。
此外，磁滞回线还被广泛应用于磁存储器件，如硬盘和磁带等。
四、不同磁性材料的磁滞回线不同类型的磁性材料具有不同的磁滞回线特性。
软磁材料通常表现出较小的磁滞回线面积，具有较高的磁导率和低的矫顽力，适用于电力变压器和电子磁铁等应用。
非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数
非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数【摘要】本文介绍了非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数的相关概念和影响因素。
首先从非晶合金的定义和特点入手，探讨了涡流损耗和磁滞损耗的基本概念。
然后详细分析了非晶合金的结构和性质，以及涡流损耗系数和磁滞损耗系数的影响因素。
接着介绍了涡流损耗系数和磁滞损耗系数的测量方法。
最后总结了非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数在工程领域中的重要性，探讨了未来的研究方向和应用前景。
通过本文的阐述，读者将更加全面了解非晶合金涡流损耗系数和磁滞损耗系数的相关知识，为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】非晶合金、涡流损耗、磁滞损耗、结构、性质、影响因素、测量方法、重要性、研究方向、应用前景1. 引言1.1 非晶合金的定义和特点非晶合金是一种在固态状态下具有非晶结构的金属材料，也被称为金属玻璃。
与晶体结构的金属相比，非晶合金具有许多独特的特点。
非晶合金的原子排列是无序的，没有明显的晶格结构，这使得其具有非常高的硬度和强度。
非晶合金具有较低的磁滞损耗和涡流损耗，使得其在电磁领域有广泛的应用前景。
非晶合金具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，适用于各种特殊环境下的工程应用。
非晶合金是一种具有独特性能和广泛应用前景的金属材料，在现代工业中发挥着重要作用。
1.2 涡流损耗的概念涡流损耗是指在交变磁场中，导体内部产生感应电流并对磁场产生抵消作用时所引起的能量损耗。
在非晶合金中，由于其特殊的非晶结构，导致涡流损耗相对较低。
涡流损耗的大小与导体的电阻率、磁导率、频率以及导体尺寸等因素密切相关。
非晶合金的非晶结构使得其电阻率相对较高，导致涡流损耗较小。
在高频电磁场下，非晶合金可以有效减小涡流损耗，提高设备的效率。
非晶合金的高磁导率也有利于减小涡流损耗，使其在输电线路、变压器等领域广泛应用。
涡流损耗的概念是在电磁学领域中具有重要意义的一个概念，对于理解和改善设备性能具有重要作用。
通过对涡流损耗的研究，可以优化设计和制造过程，提高设备的效率和稳定性。
试验十六磁化曲线与磁滞回线的研究
利用式（4－16－4）的结果，电容 C 两端的电压可表示为
∫ ∫ U c
=
Q C
=
1 C
I 2 dt
=
1 CR 2
ε 2dt
它表示输出电压 Uc 是输入电压对时间的积分。 将式（4－16－2）代入上式得到
∫ ∫ U c
=
N2A CR 2
dB dt = N 2 A
B
dBபைடு நூலகம்
=
N2A
B
dt
CR 2 0
CR 2
ε 2 ≈ I2R2
（4－16－4）
（2）在满足上述条件下，U2 的振幅很小，如将它直接加在 Y 偏转板上，则不会给
出大小适合需要的磁滞回线。为此需将 Uc 经过 Y 轴放大器增幅后输入至 Y 偏转板。这
就要求在实验磁场的频率范围内，放大器的放大系数必须稳定，不带来较大的相位畸变
和频率畸变，也就是说，所用的示波器应经过挑选，以满足上述要求。
样品中产生交变的磁感应强度 B，结果在副线圈 N2 内出现感应电动势，其大小为
ε2
=
dϕ dt
=
N2 A
dB dt
（4－16－2）
式中 N2 为副线圈匝数，A 为钢圆环的截面积。 忽略自感电动势后，对于副线圈回路有
ε 2 = U c + I 2 R2
（4－16－3）
为了如实地绘出磁滞回线，要求：
（1）积分电路的时间常数 R2C 应比 1/(2πf)（其中 f 为交流电频率）大 100 倍以上， 即要求 R2 比 1／(2πfC)（电容 C 的阻抗）大 100 倍以上。例如，当 C 取为 10μF 时， R2 的值应在 30kΩ以上。这样，Uc 跟 I2R2 相比可忽略（由此带来的误差小于 1%）。于是 式（4－16－3）简化为
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Advances in Condensed Matter Physics 凝聚态物理学进展, 2017, 6(3), 64-73Published Online August 2017 in Hans. /journal/cmphttps:///10.12677/cmp.2017.63009Research of Loop Shift Behavior in SoftMagnetic Amorphous RibbonsLei Zhou1,2*, Jun He2, Xiaojun Yu1, Bo Li21Beijing Airport Advanced Materials Industrial Base, AT&M, Beijing2Central Iron & Steel Research Institute, BeijingReceived: Aug. 11th, 2017; accepted: Aug. 24th, 2017; published: Aug. 31st, 2017AbstractIn this dissertation, the formations of displaced loops behavior were obtained by studying series of Co-based and Fe-based amorphous ribbons. And the relevant factors including induced mag-netic anisotropy, magnetic domain and torque were investigated. Further, the main origin of loop shift of ribbons was clearly explained. Finally, we also tried to find a way, by which the shift field can be modulated.KeywordsField Annealing, Asymmetrical Loop, Crystalline Phase, Amorphous Ribbon, Magnetic Training, Unidirectional Anisotropy软磁非晶薄带磁滞回线偏移行为研究周磊1,2*，何峻2，喻晓军1，李波21安泰科技股份有限公司空港新材料产业园，北京2钢铁研究总院，北京收稿日期：2017年8月11日；录用日期：2017年8月24日；发布日期：2017年8月31日摘要本文通过观测钴基、铁基非晶薄带的非对称磁滞回线现象，摸清了产生该现象的基本条件，在深入研究了与此现象密切相关的各向异性、局域磁矩和磁畴的变化的基础上；阐明了这种非晶薄带的回线偏移行*通讯作者。
周磊 等为的基本机制；最后还尝试研究了一种有效调控偏移场的技术方法。
关键词热磁退火，回线偏移行为，微晶相，非晶带，磁锻炼，单向各向异性Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 前言1956年，Meiklejohn 和Bean 首次在Co/CoO 微粒中发现了交换偏置效应[1]。
Co/CoO 体系在低温磁化过程中，其磁滞回线呈现明显的非对称特性，这种现象被称为交换偏置现象。
早期研究普遍认为，交换偏置现象往往伴随着铁磁/反铁磁体系中界面交换各向异性的产生[2]-[7]，而且不仅局限于反铁磁氧化物包裹的铁磁颗粒体系，包括铁磁/反铁磁界面的微小颗粒[8]、反铁磁单晶上的铁磁性膜[9] [10]、异质材料[11] [12]以及各类多层耦合薄膜材料[13] [14] [15]中都观察到不同程度的交换偏置行为。
回线偏移行为并不是FM/AFM 体系所独有的现象，早在1978年Osamu Kohmoto [16]就曾报道了软磁非晶薄带中磁滞回线偏移现象。
与铁磁/反铁磁体系交换偏置研究现状相比较，利用溶体快淬方法得到的非晶软磁合金薄带中出现的回线偏移现象较少有人关注。
日本学者于70年代末在高温热处理后的近零磁滞伸缩CoFeSiB 薄带中发现了不同程度的回线偏移现象[17]，在经高温纵向磁场退火后，磁滞回线与横轴的两个交点(矫顽力)都偏到原点的同侧[18]。
进一步研究发现，虽然导致偏移的热处理横跨晶化温度以下的广阔温区，但是这种回线偏移现象的出现存在很大程度的不确定性和不可重复性，同样成分的合金锭材，不同批次、不同设备甩制的快淬薄带并不都展露出回线偏移现象。
这一似乎无因可查或者说不可预测的实验现象并没有引起学者们的太多重视。
我国科研工作者在上世纪80年代早期也观测到这一奇异磁化行为。
1983年，陈笃行等[19]研究了CoFeNiSiB 非晶带材的回线偏置行为，并进行了一些消除回线偏移办法的探索。
1997年，陈文智等[20]对非晶带材中磁滞回线的偏移现象进行了研究后认为：在钴基、铁镍基非晶合金及铁基超微晶合金中均已发现了磁滞回线的平移现象，认为是第二相或偏聚区析出造成了磁滞回线变形现象。
钢铁研究总院不单单在Co 基非晶薄带中多次观察到磁滞回线的不对称性，而且，在纳米晶化的FeCuNbSiB 薄带中也发现了明显的回线偏移现象[21]，但研究人员仍感到探寻快淬薄带忽有忽无的回线偏移现象困难较大，其理论机制更是模糊不清。
一些学者曾认为薄带表面的氧化层可能是造成回线偏移的因素之一，但借用Meiklejohn 和Bean 的铁磁/反铁磁交换偏置模型对软磁薄带的回线偏移进行解释，并不尽人意。
因此软磁合金的磁滞回线偏移行为和铁磁/反铁磁交换偏置体系相比具有明显的不同之处，其理论机制和技术特点还亟待解决。
例如，单相固溶体中出现回线偏置现象的可能性，不同技术处理条件下合金薄带局域成分不均匀性的确定、薄带局域的自旋配置情况与回线偏移现象的关系，以及如何利用现有技术有效控制磁滞回线的偏移等等。
这些问题的研究对探求和发现软磁合金薄带的不对称磁滞回线现象的规律性、了解这种现象产生的根本缘由等非常重要。
近年来，随着GMR 效应的发现和深入开展具有该效应材料的研究，非晶带材的这种非对称磁滞现象会不会也存在更广阔的应用前景？这引起了不少学者的兴趣[22]-[27]。
周磊等2. 实验方法用单辊快淬法制备名义成分为Co58Fe5Ni10Si11B16、Co70Fe5Si15B10和Fe65Co15Si5B15，宽度约10 mm、厚度为25~35 μm非晶薄带。
将非晶薄带绕制成内径为20 mm、外径为31 mm的环形样品，并放置在管式热处理炉内进行处理，热处理温度T a在623~833 K范围内，热处理时间为0.5 h~6 h，退火处理在空气或氢气中进行，热处理过程中施加磁场。
退火样品在自制的弹道式静态磁滞回线仪上进行静态磁滞回线测量。
使用荷兰飞利浦公司的APD-10型XRD (铜靶)来探测在非晶带材中可能的晶相。
采用JEM-2100KX 高分辨电镜(HRTEM)更深入的观测了非晶薄带的微观特征和微晶相的情况。
采用Veeco公司的Ⅲa型的扫描探针显微镜(SPM)观测样品Z方向磁信号。
SPM探针针尖镀了一层CoCr合金，扫描的范围为2 × 2 μm，3 × 3 μm，6 × 6 μm，10 × 10 μm，30 × 30 μm等。
采用转矩仪/物性测量设备PPMS用来扫描具有不同回线特征的样品的磁矩曲线；待测的样品被剪裁为2~3 mm的方形小片，并放置在转矩仪样品仓内；当测量磁矩曲线时，随着样品转动360˚，外加磁场的方向始终保持在样品平面内。
最后，采用交流纵向磁锻炼(ALMT)方法调制钴基非晶薄带交偏移场的大小，施加的交流磁场的频率为50 Hz，其大小为0.1到11 kA/m。
3. 结果与讨论3.1. Co58Fe5Ni10Si11B16薄带磁滞回线偏移行为研究我们前期研究成果表明，经纵场热处理Co58Fe5Ni10Si11B16非晶薄带的磁滞回线发生了明显的偏移[28]；XRD扫描结果初步断定在退火非晶基体上生长的结晶相为：立方晶CoSi和fcc Co；高分辨电镜观测的结果支持从上述XRD图谱所的结果。
即，可以确认了在退火态的非晶基体的局域区域有fcc Co和立方晶CoSi相生成，这些结晶相离散地分布在非晶基体上，其晶粒尺寸在纳米量级。
随后，我们利用SPM 来观测具有回线偏移行为薄带的磁矩局域配置状况，以便我们更好的理解这种回线偏移行为的基本机制和根源。
在室温条件下，观测了淬态样品和经733 K保温4小时并施加800 A/m的纵向磁场的退火样品的表面磁畴配置情况。
SPM扫描的样品表面磁畴如图1所示。
对于淬态样品，从图1(a)可以清晰的看出扫描的结果没有明显的磁畴图案，这意味着在Z方向的磁信号的缺失。
可是，退火态的样品的表面磁畴扫描却有明显的、可分辨的阴影区域，如图1(b)中箭头所标示的地方。
很显然，退火样品在其表面具有明显的Z方向的磁信号。
由于那些局域的结晶相，如面心钴等的磁性要比母体的非晶相硬很多。
通常情况下，当样品经受无纵向磁场退火处理时，这些析出相的磁矩是沿着他们各自的易磁化方向。
因而，总的净磁距基本上等于零。
可是，一旦样品的退火处理过程中施加了纵向磁场，为了达到能量最小，这些局域结晶相的磁矩的方向将转动一个小角度以追随外加磁场的方向。
在这种情况下，原本随机、杂散的局域杂散场受到约束后将在某个方向产生一个不可忽视的磁矩。
当薄带样品在外加磁场作用下磁化时，这些源自结晶相的、具有一定取向的磁矩将阻碍或限制在这些区域内磁畴的运动。
扫描探针显微镜扫描的结果证实，具有回线偏移行为的退火态非晶薄带沿着垂直于薄带表面的方向具有可观测的磁信号。
3.2. Co70Fe5Si15B10非晶薄带的回线偏移行为的研究热磁处理Co70Fe5Si15B10样品磁滞回线也会发生明显偏移，微结构分析也表明这些退火样品中生成了磁性较硬的结晶相[29]。
磁畴观测的结果显示偏置型非晶薄带有垂直于面的各向异性存在。
但磁畴观测并不能获取这种磁感生各向异性特性的更多信息，尤其是它随热处理操作的变化。
因此，深入研究外加转动磁场对薄带磁矩变化的影响，可以更好的理解各向异性变化。
如图2所示，上面曲线是具有非对称磁周磊 等Figure 1. Surface configuration of magnetic domains of Co 58Fe 5Ni 10Si 11B 16 for (a) as-quenched samplesand (b) sample annealed at 733 K. The scan size is about 5 µm × 5 µm图1. Co 58Fe 5Ni 10Si 11B 16表面磁畴配置；(a) 淬态样品；(b) 经733 K 退火的样品；扫描尺寸为：5 µm× 5 µmFigure 2. Magnetic torque curves for Co 70Fe 5Si 15B 10 ribbons. The topcurve stands for the ribbons annealed in air at 800 A/m longitudinalfield. The middle one reflects the torque change of asquenchedamorphous ribbons. The bottom one is subtraction operation of othertwo curves图2. Co 70Fe 5Si 15B 10薄带的磁矩曲线.上面的曲线对应于800 A/m 纵场退火样品；中间反映的是淬态样品；底部曲线是上述两个曲线相减的结果滞回线现象的非晶薄带磁矩随外加转动场的变化曲线；中间曲线则是没有回线偏移行为淬态薄带的测试结果。