功能金屬材料磁性材料

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1、磁性材料磁性功能材料——磁性材料指那些有實(shí)際工程意義具有較強(qiáng)磁性的材料。是最古老的功能材料。公元前幾世紀(jì)人類就發(fā)現(xiàn)自然界中存在天然磁體，磁性(Magnetism)一詞就因盛產(chǎn)天然磁石的Magnesia地區(qū)而得名。早期的磁性材料主要是軟鐵、硅鋼片、鐵氧體等。二十世紀(jì)六十年代起，非晶態(tài)軟磁材料、納米晶軟磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相繼出現(xiàn)。磁性材料廣泛應(yīng)用于計算機(jī)及聲像記錄用大容量存儲裝置如磁盤、磁帶，電工產(chǎn)品如變壓器、電機(jī)，以及通訊、無線電、電器和各種電子裝置中，是電子和電工工業(yè)、機(jī)械行業(yè)和日常生活中不可缺少的材料之一，第三章磁性材料第一節(jié)材料的磁性第二節(jié)軟磁材料及其應(yīng)用基本要

2、求第三節(jié)硬磁材料及其應(yīng)用第四節(jié)磁記錄材料及其應(yīng)用主要內(nèi)容理解磁性的起因及其參量理解磁性的分類及鐵磁物質(zhì)的特性掌握軟磁材料、硬磁材料磁記錄材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用。第一節(jié)材料的磁性磁性材料一、磁性的產(chǎn)生及磁學(xué)基本參量物質(zhì)磁性的本質(zhì)：原子的磁矩原子的磁矩原子核磁矩：約為電子磁矩1/2000電子磁矩軌道磁矩自旋磁矩磁介質(zhì)：在磁場作用下能磁化的物質(zhì)。1、磁化強(qiáng)度M單位：A/m或高斯（Gs），矢量，由S極指向N極。第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁化強(qiáng)度：衡量物質(zhì)有無磁性或磁性大小的物理量，定義為物質(zhì)單位體積中的磁矩大小。2、磁場強(qiáng)度H單位：A/m或高斯（Gs），矢量，由S極指向N極。第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁場強(qiáng)

3、度：是指外界磁場的大小，也是一個矢量。單位同磁化強(qiáng)度M。磁場強(qiáng)度H一般是由導(dǎo)體中的電流或者永磁體產(chǎn)生的。3、磁化率χ＝M/H第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁化強(qiáng)度M與磁場強(qiáng)度H的比值稱為磁化率：即χ＝M/H表征物質(zhì)磁性的大小4、磁感應(yīng)強(qiáng)度B單位：特斯拉（T）或韋/米2(Wb/m2)B=μ0(H+M)第一節(jié)材料的磁性磁性材料μ0是真空磁導(dǎo)率，μ0=4??10-7H/m在真空中（M=0），當(dāng)磁場強(qiáng)度H為（107/4?）A/m時，相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。5、磁偶極矩pm、磁矩m第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁偶極子：通常把尺寸小到原子大小的小磁體稱為磁偶極子，等效為環(huán)繞回路流動的電荷。磁偶極矩pm：真空中每單

4、位外加磁場作用在磁偶極子上的最大力矩。單位為Wb·m。磁偶極子的磁矩m和磁偶極矩pm有如下關(guān)系：m=pm/μ0磁矩m的單位為A·m2。磁矩是表征磁性物體磁性大小的物理量。磁矩愈大，磁性愈強(qiáng)，即物體在磁場中所受的力也大。磁矩只與物體本身有關(guān)，與外磁場無關(guān)。第一節(jié)材料的磁性磁性材料6、磁通量?單位為韋（Wb）第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁通量是磁感應(yīng)通量的簡稱，其定義是：將通過磁場中某一微元面積?S的磁通量?等于該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B在垂直于面積方向上的分量Bn和面積?S的乘積，即?=Bn?S=Bcos??S式中?為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與面積?S的垂線方向之間的夾角。7、磁導(dǎo)率μ第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁導(dǎo)

5、率定義為μ=B/μ0HB與H的比值稱為絕對磁導(dǎo)率μ絕對。μ絕對=B/H=μ0μ磁導(dǎo)率就等于材料的絕對磁導(dǎo)率μ絕對與真空磁導(dǎo)率之比，故也稱為相對磁導(dǎo)率。磁性材料二、磁性的分類1、抗磁性物質(zhì)呈抗磁性，或稱逆磁性。?＜0，M與H方向相反；磁化率?很小，-10-5～-10-6，且不隨溫度變化。屬于這類物質(zhì)的金屬有：Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Mg。物質(zhì)按磁化率以及在磁場中的行為可以分為五類，即抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)、反鐵磁性物質(zhì)、亞鐵磁性物質(zhì)。第一節(jié)材料的磁性2、順磁性物質(zhì)呈順磁性。?＞0，M與H方向相同；磁化率?在10-3～10-5。第一節(jié)材料的磁性磁性材料其特征是組成這些物質(zhì)的原子

6、具有恒定的與外磁場無關(guān)的磁矩。屬于這類物質(zhì)的金屬有：La、Pr、MnAl、除Be以外的堿金屬和堿土金屬以及居里溫度以上的鐵磁性元素Fe、Ni、Co等。3、鐵磁性物質(zhì)呈鐵磁性。?＞＞0，磁化率?在可達(dá)104數(shù)量級。自發(fā)磁化：鐵磁體的原子磁矩在不加外磁場時，由于一種自身力量的作用而互相平行排列，呈飽和磁化的狀態(tài)。磁疇:這種自發(fā)磁化不是整體飽和，而是分成許多小區(qū)域，在每個小區(qū)域內(nèi)飽和，這種飽和的小區(qū)域稱為磁疇。第一節(jié)材料的磁性磁性材料磁性材料鐵磁物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）原子存在未填滿的內(nèi)電子層（例如3d或4f層），在此層中未對消的電子自旋磁矩產(chǎn)生原子磁矩。（2）原子間距與未滿電子層半徑之比值要求

7、有一定的大小，這樣才能夠有足夠大的交換力，使物質(zhì)中原子磁矩同相排列，才能形成鐵磁性。第一節(jié)材料的磁性磁性材料第一節(jié)材料的磁性鐵磁性物質(zhì)是一種磁性很強(qiáng)的物質(zhì)。是磁性材料的物質(zhì)基礎(chǔ)。常見的鐵磁性金屬有：Fe、Ni、Co，某些稀土元素以及由Fe、Ni、Co組成的合金等。4、反鐵磁性物質(zhì)?＞0，M與H方向相同；磁化率?在10-5～10-3。第一節(jié)材料的磁性磁性材料反鐵磁性物質(zhì)原子之間的磁矩不同與鐵磁性物質(zhì)是平行的，而