《河工大磁性材料重点个人总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河工大磁性材料重点个人总结（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、uO: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=l/2 n r 环形电流：H=l/2a 螺线管电流：H=nl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）。X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
2、f 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。类鳳子磋距M-H得性M（,y随温度的变化物贞实例铁性- MiC?HX=即TcTFzCo,Ni,Gd. 丁乩Dy 等元崇図捷合金、金 属间化合物尊.FeSi, NiFe, CoFi SniCci( iNdFeBn CoCr* CoPt 等证明：: 磁畴 的磁 化
3、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。Eex 二 Eex b AEex 二2AS2cos180 一 2AS2cos0 = 4AS2 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S2 cos = 2 as2 cos）=2AS2 1 丄w2） 在n的等间距的原子面间逐渐均匀转向，交换能的总变化n丿I 2 丿艸 1 2cos =12si n12 2Ex，Eex -Eex2=2AS 1-尹卄2cosW2eexn八Eex 二二 AS1/1 ocos =1-2s in122EexEex问题：用磁畴壁移动
4、理论解释磁化曲线？0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MS Ndt Sunt Ey 等3d过施元索耽稀齐 土元索，还有MnO* MnFi金、昵合物D外加1磁场时廳化强度将沿0 AM（或磁感应强度hC D的线书初始磁化曲线。 OA对应可逆磁Ms发生转向，化区,;外加磁场便各磁畴最初的1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，但因为磁场较弱， 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
5、范围即为可逆畴壁移动区域。/区域AC为不连续畴壁移动或不可逆磁化区域。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
6、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。M H与B H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：铁磁体因为交换相互作用 （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
7、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N cel （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
8、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）反铁磁性物质的原子磁矩呈有序性排列。磁化率X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109A m-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，因为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T Tc,铁磁体
9、转变成原子磁矩紊乱分布的顺磁性磁体。Tc居里温度是 分子场系数w大小的一个宏观量度标志，是铁磁性物质的原子本性的参铁磁性条件:I蛊族(LitN4fK) 血族NaChKG的F中心1必要条件：原子具有固有磁矩（有未填满的电子磁性壳层）反礁性轨道电子的拉酵 回旋运动2、充分条件：A0，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与波函数性质有关。rj ri 1 几邑-rij2erirj丿Cu,Ag, AuCrSUGw* aSnStTe SeiFhCltBrtIHejNet Ar*Kr* Xe fRn第二章。磁导率与矫顽力之间的反比例关系经验规则I场时，磁化强度
10、1 （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， 类现象统称为弛豫M象。磁余效又称为磁弛豫。：s-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c：当在铁磁体s 这对于磁化旋转的情况对于畴壁移动的情况其中，矫顽力He及磁导率 皿或磁化率x ）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 Dt Et Ft Gt Jt D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。相对于磁弋场变化，当磁
11、化旋转、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：一单晶体固有的，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
12、。源于下述的磁致伸缩现象（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：
13、该名称的意思为具有高导磁率的合金，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K1沁0。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
14、了 M型结构以外，磁铅石铁氧体还有一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），因为晶 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卩r =（ 1 +x ） = B/卩OH真空磁导率:真空中的磁导率又称磁常数磁畴：铁磁体因为交换相互作用、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
