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1、u0：真空磁导率，H/m。H：静磁学定义H为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，方向与正磁荷在该处所受磁场力方向一致。直线电流：H=I/2r 环形电流：H=I/2a 螺线管电流：H=nI磁感应强度：单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度 ，以字母B表示，又称。、磁矩：这种成对的N-S极所构成的磁学量称为磁矩。磁偶：具有磁矩的磁极对称。磁体置于外磁场中磁化强度M将发生变化（磁化）。称为磁体的磁化率，是单位H在磁体内感生的M，表征磁体磁化难易程度 。X=M/H可以根据磁体的磁化率大小和符号来分为：抗磁性、顺磁性、反铁磁性，铁磁性，亚铁磁性五种，前三种为弱磁性，后两种为强磁性铁磁性特征：1、铁磁性物质
2、只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率cf 0，而且数值大到101106数量级。2、磁化强度与磁场强度之间的关系是非线性的复杂函数关系3、反复磁化时出现磁滞现象，物质内部的原子磁矩是按区域自发平行取向的。4、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化。5、铁磁性物质有一个磁性转变温度居里温度，以Tc表示。6、铁磁性物质在磁化过程中，表现出磁晶各向异性、磁致伸缩和具有静磁能量现象。证明：磁畴的磁化方向在过渡区逐渐改变方向。磁畴壁：相邻磁畴界限，它是一个过渡区。若原子磁矩突然转向，则交换能变化。若在n个等间距的原子面间逐渐均匀转向，则交换能当 足够小时，此时相邻原子面间交换能变化在n的等间距
3、的原子面间逐渐均匀转向，交换能的总变化问题：用磁畴壁移动理论解释磁化曲线？O点对应消磁状态，磁性材料经熔化、铸造等凝固或经加工之后，材料中的磁畴随机取向，彼此的自发磁化强度Msi之和为0，即外加磁场时,磁化强度M(或磁感应强度B)将沿OABCD的曲线初始磁化曲线。OA对应可逆磁化区，外加磁场使各磁畴最初的Ms发生转向，导致畴壁移动。 在消磁状态，畴壁各处受内应力等障碍物的钉扎作用，畴壁难以运动;施加磁场，畴壁将按图中(i)所示的方式，试图克服钉扎作用而移动，但由于磁场较弱，畴壁不足以脱离障碍物的钉扎，当外部磁场取消后，畴壁即返回到消磁状态。此范围即为可逆畴壁移动区域。 区域AC为不连续畴壁移动
4、或不可逆磁化区域。随着磁化进一步增强，钉扎作用足以抵抗外加磁场的作用，畴壁将从障碍物的钉扎作用下撕脱出来，发生雪崩式的移动，如图 (iii)所示。畴壁移动是突然和不连续的，从而磁化也是不连续的。若通过电气放大作用进行探测，则会发现不规则噪声，称此为巴克豪森效应(或Barkhausen噪声)。在此之后，进入旋转磁化区域，进而达到饱和磁化强度Ms。 从饱和磁化强度Ms处，减小外加磁场，曲线将从d变到e，即当H=0，外加磁场强度为零时，磁化强度Mr(=Br)并不等于零，称Mr为剩余磁化强度 外加反向磁场并使其逐渐增加，得到如图中第二象限退磁曲线所示，M-H，B-H曲线逐渐达到f点，即磁化强度及磁感应
5、强度达到零。称此时对应的磁场强度为矫顽力Hc(又称抗磁力、保磁力) 矫顽力有BHc，MHc之分，前者称为磁感矫顽力，后者称为内禀矫顽力。 MH与BH曲线M-H曲线或B-H曲线的全部即为磁滞回线(hysteresis loop)，又称履历曲线。磁晶各向异性：磁学特性随材料的晶体学方向不同而异。磁畴：铁磁体由于交换相互作用(铁磁性)、超交换相互作用(亚铁磁性)，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，实际的磁畴都具有一定的几何大小，彼此为自发磁化强度的大小和方向相异的区域，磁畴之间由畴壁相隔。磁畴与磁畴之间的边界称为磁畴壁，畴
6、壁中磁化强度的方 向逐渐变化，最终转变到相反的方向。畴壁的基本类型包括3种第一种：Bloch（布洛赫）畴壁多见于块体状磁性体中，磁 化强度在厚度方向上像竹帘打捻一样实现反转；第二种：薄膜中常见的Nel（奈耳(尔)）畴壁，磁化强度在薄面上发生旋转，最终实现反转。第三种：随着薄膜逐渐变厚，出现兼有 Bloch畴壁与Neel畴壁特性的第三类畴壁，一般称这种畴壁为枕木状畴壁。反铁磁性物质有下列主要特征：1)反铁磁性物质存在一相变温度，叫做奈耳温度，以TN表示。当TTN时，反铁磁性物质表现出与顺磁性类似的行为；当TTN时，其磁化率反而随温度下降而减小；在T=TN时，其磁化率为极大值。2)反铁磁性物质的原
7、子磁矩呈有序性排列。磁化率与1相比表现非常小的正数的这类物质所具有的磁性为顺磁性。反磁性是指物质中原子磁矩方向与磁场方向相反，磁化率为负值，其绝对值很小。 a、分子场假设：假设铁磁性物质内存在着分子场，大小达到109Am-1数量级，在一定温度范围内（0K到居里点 Tc），原子磁矩在分子场作用下，自发地平行一致取向。 b、磁畴假设:铁磁体的自发磁化分成若干磁畴，由于磁体中各磁畴的磁化方向不一致，所以大块磁铁不显磁性。居里温度的物理意义：居里温度是热运动能量完全破坏了自发磁化的磁相转变的临界温度。在T0，相邻原子自旋磁矩同向平行排列，出现自发磁化。 A=f(rij、 ri、 rj），且A与波函数性
8、质有关。第二章。磁导率与矫顽力之间的反比例关系经验规则磁弛豫：当在铁磁体中外加磁场时，磁化强度(或磁通)不能追随外加磁场的变化而发生滞后的现象称为磁余效，这类现象统称为弛豫现象。磁余效又称为磁弛豫。阻碍畴壁运动的因素有：位错及其他晶格缺陷、析出物以及其他夹杂物等 。其中，矫顽力Hc及磁导率(或磁化率)受加工及退火的影响十分明显。Wh为磁滞损耗；We为涡流损耗；Wr为残留损耗。在磁滞回线中，当磁化强度沿回线DEFGJD变化时，Wh为磁场所做的功。当对导电性磁性材料施加交流磁场时，对应磁通量变化，材料中会产生感应涡流，由涡流产生的并以焦耳热的形式损耗的该部分能量即为We。相对于磁场变化，当磁化旋转
9、、畴壁移动以及杂质等引起的非各向同性弹性应变场的变化产生滞后时，会产生磁余效以及共振等。由此引起的损耗即为残留损耗Wr包括弛豫型损耗和共振型损耗 。在不同的晶体学方向上，存在易磁化方向和难磁化方向的特性称为磁各向异性。上述决定于晶体结构的各向异性称为晶体磁各向异性。磁各向异性按其起源的物理机制可以归纳成五类：1、磁晶各向异性：单晶体固有的，其余都是感生的2、形状磁各向异性：反映沿磁体不同方向磁化与磁体几何形状有关的特性。在磁体内，当磁矩取向一致时，就会在磁体表面产生磁极，形成退磁能。这种退磁能取决于磁体的几何形3、应力磁各向异性：是反映磁体内的自发磁化强度的方向与应力方向有关的特性。源于下述的
10、磁致伸缩现象（在磁场中铁磁体尺寸、形状发生变化的现象）。磁致伸缩也会显示出各向异性。4、感生磁各向异性（诱导磁各向异性）是通过外部磁场及加工、热处理、晶体生长方式等，使材料产生的磁各向异性，它贯穿在实际磁性材料的整个制造过程中 。5、交换磁各向异性：Co是铁磁性的，CoO是反铁磁性的，在Co和CoO接触面（界面）有交换作用，在磁场热处理后引起交换各向异性。硅钢是碳的质量分数wC在0.02%以下，硅的质量分数wSi为1.5%4.5%的Fe合金，常温下Si在Fe中的固溶度大约为15%，但Fe-Si系合金随Si量的增加加工性变差，因此硅wSi约为5%是一般硅钢制品的上限。坡莫合金：该名称的意思为具有
11、高导磁率的合金，是指成分为Fe(wFe=3%80%)-Ni的合金，具有面心立方点阵。 工业上有三个主要的Fe-Ni成分：78%Ni的坡莫合金：特点：磁致伸缩和磁晶各向异性两条线在该成分附近都通过零。用于需要最高初始磁导率的场合。65%Ni的坡莫合金：特点：对磁场退火显示强的响应同时保持K10。50%Ni的坡莫合金：特点：高磁通密度Bs=1.6T，对磁场热处理高的响应性，好的矩形磁滞回线。同一周期从左至右，有效核电荷递增，原子半径递减，对电子的吸引能力渐强，因而电负性值递增；同族元素从上到下，随着原子半径的增大，元素电负性值递减。过渡元素的电负性值无明显规律。除了M型结构以外，磁铅石铁氧体还有一
12、个相类似的六方结构范围，通常称为W、Y、Z、X和U型等化合物。六角晶型铁氧体的晶体结构对称性较低，具有较高的晶体磁各向异性。六角晶型铁氧体具有独特的特性，即根据不同的配方，可呈现单轴型各向异性和平面型各向异性。属于立方晶系的尖晶石型(Ni-Zn铁氧体、Zn-Cu铁氧体、Mn-Zn铁氧体等)，由于晶体的对称性高，晶体磁各向异性小，因此其磁特性最软。另总结：第一章物质的磁性：物质放入磁场中表现出的不同的磁学特性，称为物质的磁性。磁感应强度：单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度，以字母B表示，又称磁感应强度磁矩：这种成对的N-S极所构成的磁学量称为磁矩磁化强度（或磁化强度矢量）：单位体积中磁矩的总和
13、为磁化强度或磁化强度矢量磁化率：X=M/H磁导率：表征磁介质磁性的物理量。相对磁导率：表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度r（1)B/0H 真空磁导率：真空中的磁导率又称磁常数磁畴：铁磁体由于交换相互作用、超交换相互作用，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高磁导率材料（软磁材料）：是指由较低的外部磁场强度就可获得大的磁化强度及高密度磁通量的材料。磁现象：与物质磁矩相关联的各种现象称为磁现象。磁偶极矩：表征磁偶极子磁性强弱与方向的物理量。磁场强度：每1web磁极所受磁场力大小。原子磁体：电子运动不能完全抵消的原子具有磁矩，
14、称其为原子磁体。反铁磁体：如果相邻原子磁体的磁矩方向反平行，同样会相互抵消，当与永磁体靠近时，反应也很小，称这种物质为反铁磁体。反铁磁性：单独存在时不显示铁磁性，但与其他非铁磁性元素或铁磁性元素构成的合金或化合物显示出一定程度的铁磁性超交换作用：亚铁磁性物体内的磁性离子之间的交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒介来实现顺磁体：原子磁体并不是反平行的，但在0K以上的温度，物质中原子受热振动，磁矩方向呈紊乱状态 。温度越高，紊乱程度越大，反应变得更小。铁磁体：相邻原子磁体的磁矩相互平行，原子磁体耐热振动的能力很强，在一定温度之下保持平行排列。因此，磁矩不是相互抵消，而是相互加强，从而产生很强的磁性。亚铁磁性体：相邻原子磁体尽管反平行，若二者磁矩大小不同，也会产生与铁磁性相类似的磁性，称此类物质为亚铁磁性体。一般称作铁氧体的大部分铁系氧化物即属于此。磁性材料：习惯上统称铁磁性体和亚铁磁性体为磁性材料。磁场：一般将磁极受到作用力的空间称为磁场磁化：是指在物质中形成了成对的N、S磁极。自发磁化：由于电子间的静电交换相互作用而引发的磁化。磁偶：具有磁矩的磁极对称为磁偶原子磁矩：物质的磁学特性源于核外电子系统或多或少具有的“轨道磁矩”和“自旋磁矩”，综合二者，并称之为“原子磁矩”。 磁晶各向异性：磁学特性随材料的晶体
