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《磁性材料 第1章 物質磁性概述.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、第一章磁性概述第一節(jié)基本磁學量第二節(jié)磁性材料分類第三節(jié)強磁材料的宏觀磁性第一節(jié)基本磁學量BasicPhysicalQuantityofMagnetism一、磁矩?m(MagneticMoment)永磁體總是同時出現(xiàn)偶數(shù)個磁極當磁體無限小時，體系定義為元磁偶極子：指強度相等，極性相反并且其距離無限接近的一對“磁荷”磁偶極矩：方向：-m指向+m單位：Wb?m+m-ml安培提出了磁偶極子與電流回路元在磁性上的相當性原理，并根據(jù)它認為宏觀物質的磁性起源于“分子電流”假說，磁矩：單位：A?m2二者的物理意義：表征磁偶極子磁性強弱與方向單位體積的磁體內,所有磁偶極子的jm或磁矩μm的矢量和，分別為：磁極
2、化強度：磁化強度：二、磁化強度M（Magnetization）說明：描述宏觀磁體磁性強弱程度的物理量1、磁場強度H(magneticintensity)：(靜磁學定義)為單位點磁荷在該處所受的磁場力的大小，方向與正磁荷在該處所受磁場力方向一致。三、磁場強度H與磁感應強度B物理意義：均為描述空間任意一點的磁場參量（矢量）計算磁偶極子產(chǎn)生的磁場強度：r-m+ml磁位勢?：H沿r方向及使θ角增加方向的分量計算：：在從－m到＋m的位移矢量延長線上：在l的中垂面上實際應用中，往往用電流產(chǎn)生磁場，并規(guī)定H的單位在SI制中：用1A的電流通過直導線，在距離導線r=1/2π米處，磁場強度即為1A/m。常見的幾
3、種電流產(chǎn)生磁場的形式為：（1）、無限長載流直導線：方向是切于與導線垂直的且以導線為軸的圓周（2）、直流環(huán)形線圈圓心：r為環(huán)形圓圈半徑，方向由右手螺旋法則確定。（3）、無限長直流螺線管：n：單位長度的線圈匝數(shù)，方向沿螺線管的軸線方向2、磁感應強度B(magneticfluxdensity):預備知識：SI(MKSA)單位制和Gauss(CGS)單位制A、SI單位制：主要磁學量都用電流的磁效應來定義，其中磁感應強度B為主導量（凡涉及到與其他物理量的相互作用，都必須使用B）磁感應強度B的定義可由安培公式得出：根據(jù)安培環(huán)路定理可定義磁場強度H：H為導出量，僅用于計算傳導電流所產(chǎn)生的磁場，不能代表磁場
4、強度與外界發(fā)生作用B、Guass單位制（絕對電磁單位制）：早年使用的單位制，所有的磁學量都是通過磁偶極子的概念建立起來的其中磁化強度M被定義為：單位：Guass磁場強度H被定義為：單位：Oe引入磁感應強度B，使之滿足如下關系：在Guass單位制中，M和H都有明確的物理意義，是基本物理量，而B只是一個導出量磁體置于外磁場中磁化強度M將發(fā)生變化（磁化）其中?稱為磁體的磁化率(susceptibility)，是單位磁場強度H在磁體內感生的M，表征磁體磁化難易程度的物理量令：磁導率(permeability)?=（1＋?)=B/?0H（相對磁導率，表征磁體磁性、導磁性及磁化難易程度）四、磁化率?與磁
5、導率?磁導率的不同表達形式（不同磁化條件）：（1）起始磁導率?i：磁中性狀態(tài)下磁導率的極限值弱磁場下使用的磁體（2）最大磁導率?max：材料磁化過程中的最大值（3）復數(shù)磁導率?：磁體在交變磁場中磁化動態(tài)磁化中經(jīng)常遇到（4）增量磁導率?Δ：在穩(wěn)恒磁場H0作用下，疊加一個較小的交變磁場交變磁感應強度的峰值交變磁場強度的峰值（5）可逆磁導率?rev：交變磁場趨于0時，?Δ的極限值（6）微分磁導率?diff：起始磁化曲線上任意一點的斜率NOTE：所有磁導率都是磁場強度H的函數(shù)第二節(jié)物質按磁性分類ClassificationofMagneticMaterials為了方便研究物質磁性的起因，我們可以按其
6、在磁場中的表現(xiàn)把物質進行分類，例如依據(jù)磁化率的正負、大小及其與溫度的關系來進行分類，分類是否科學取決于是否反映了內在磁性機理上的不同。隨著研究的深入，分類也在不斷完善和細化，到上個世紀70年代為止，在晶狀固體里，共發(fā)現(xiàn)了五種主要類型的磁結構物質，它們的形成機理和宏觀特征各不相同，對它們的成功解釋形成了今天的磁性物理學核心內容。上世紀70年代以后，隨著非晶材料和納米材料的興起，又發(fā)現(xiàn)了一些新的磁性類型，對它們的研究尚在深化之中。一.物質磁性的分類這是19世紀后半葉就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并研究的一類弱磁性。它的最基本特征是磁化率為負值且絕對值很小，?<0，???<<1顯示抗磁質在外磁場中產(chǎn)生的磁化強度和磁場
7、反向，在不均勻的磁場中被推向磁場減小的方向，所以又稱逆磁性。典型抗磁性物質的磁化率是常數(shù)，不隨溫度、磁場而變化。有少數(shù)的反常。深入研究發(fā)現(xiàn)，典型抗磁性是軌道電子在外磁場中受到電磁作用而產(chǎn)生的，因而所有物質都具有的一定的抗磁性，但只是在構成原子（離子）或分子的磁距為零，不存在其它磁性的物質中，才會在外磁場中顯示出這種抗磁性。在外場中顯示抗磁性的物質稱作抗磁性物質。除了軌道電子的抗磁性外，傳導電子也具有一定的抗磁
