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1、金屬磁性材料概述磁學(xué)基礎(chǔ)知識金屬磁性材料的理論基礎(chǔ)金屬軟磁材料金屬永磁材料非晶磁性合金第一章概述材料主要分為金屬材料、陶瓷材料和高分子材料。金屬磁性材料為金屬功能材的一種，由金屬、合金以及金屬間化合物所組成。歷史悠久、種類多、應(yīng)用廣。特別是近年來，有重大突破，發(fā)展很快。例如：稀土永磁材料；雙相納米晶軟磁材料；非晶軟磁薄帶；超細(xì)微粉（納米級）。什么是金屬磁性材料？由金屬、合金、及金屬間化合物所組成的磁性材料。一般分為：金屬軟磁材料和金屬永磁材料。分類原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶態(tài)合金非晶態(tài)合金磁性能特點(diǎn)軟磁合金硬磁合金矩磁合金壓磁合金（磁致伸縮材料）金屬軟磁材料（HC
2、＜800A/M)應(yīng)用：電力工業(yè)、通訊技術(shù)、自動控制、微波技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)及磁記錄方面不可缺少的關(guān)鍵材料。作用形式：①能量轉(zhuǎn)換；②信息處理。特點(diǎn)：在外磁場作用下才顯示磁性，去掉外磁場后不對外顯示磁性。金屬永磁材料應(yīng)用：精密的儀器儀表；電訊、電聲器件；工業(yè)設(shè)備；控制器件；其它器件。作用原理利用永磁合金在給定的空間產(chǎn)生一定的磁場強(qiáng)度；利用永磁合金的磁滯特性產(chǎn)生轉(zhuǎn)動矩，使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。特點(diǎn)充磁后，去掉外磁場后仍可保留磁性。第二章金屬磁性材的理論基礎(chǔ)鐵磁金屬和合金的結(jié)構(gòu)和磁性相變、脫溶和失穩(wěn)分解金屬軟磁材料的理論基礎(chǔ)金屬磁性材料的損耗金屬永磁材料的理論基礎(chǔ)金屬
3、磁性材料的織構(gòu)化§2.1鐵磁金屬和合金的結(jié)構(gòu)和磁性一、鐵磁金屬的結(jié)構(gòu)和磁性（一）鐵、鎳、鈷的晶體結(jié)構(gòu)和磁性Fe、Ni、Co的晶體結(jié)構(gòu)代表金屬磁性材料三種典型的、最簡單的晶體結(jié)構(gòu)Fe：⑴常壓下，溫度＜910℃為體心立方（bcc），鐵磁性的α－Fe，居里溫度為770℃，易磁化方向?yàn)?100>,難磁化方向?yàn)?111>⑵910℃＜溫度＜1400℃面心立方,順磁性的γ－Fe⑶溫度＜1400℃體心立方順磁性的δ－FeNi:在常壓下，在熔點(diǎn)以溫范圍內(nèi)，均是面心立結(jié)構(gòu)（fcc）為鐵磁性的γ-Ni居里點(diǎn)為358℃易磁化方向?yàn)?111>難磁化方向?yàn)?100>Co：⑴溫度＜
4、450℃簡單六方結(jié)構(gòu)鐵磁性的ε-Co居里點(diǎn)為1117℃易磁化方向?yàn)?0001>難磁化方向?yàn)?2110>和1010>⑵溫度＞450℃至熔點(diǎn)面心立方γ-Co[1120][1010][0001]3d過渡族元素的磁性來源Fe、Ni、Co：3d電子的交換相互作用，鐵磁性（2.2μB,0.6μB,1.7μB)Cr、Mn：3d電子的直接交換相互作用，反鐵磁性Cr、Mn的合金或化合物：3d電子的超交換相互作用，亞鐵磁性或鐵磁性㈡、稀土族元素的結(jié)構(gòu)和磁性⑴結(jié)構(gòu)主要指原子序數(shù)為57（La）至71（Lu）的15個元素，加上性質(zhì)類似的Y和Sc；晶體結(jié)構(gòu)大都為密排六方結(jié)構(gòu)。⑵磁
5、性Gd從0K到居里溫度239K只表現(xiàn)出純粹的鐵磁性，但磁矩的取向隨溫度而變。Gd以前的輕稀土Ce、Nd、Sm具有反鐵磁性。重稀土金屬Tb、Dy、Ho、Er、Tm表現(xiàn)為鐵磁性或亞鐵磁性。Y、Sc、La、Yb、Lu為非磁性稀土元素，但Y、Sc、Yb的離子具有磁矩。二、合金的組成和磁性㈠、相圖的作用1、什么是相圖？金屬或合金所處的狀態(tài)主要依賴于其成分和外界條件（溫度、壓力）的變化。相圖就是用圖解的形式來表示金屬或合金的組織隨成分、溫度、壓力等變化的關(guān)系。注意：相圖又稱為相平衡圖，反映的是合金在平衡條件下轉(zhuǎn)變的規(guī)律。2、相圖的構(gòu)成單元系：成分不變，由壓力-溫度
6、直角坐標(biāo)平面圖表示二元系：溫度、壓力、成分的立體圖。由于一般情況下，壓力常為恒定，相圖簡化為溫度、成分的直角坐標(biāo)平面圖。三元系：（壓力恒定）是一個立體圖，底面呈正三角形（成分三角形），三條底邊上-的含量百分?jǐn)?shù)。垂直于底面的縱軸表示溫度。（加圖示）三角形內(nèi)任何一點(diǎn)代表一定成分的三元合金。2、相律和杠桿定理⑴、相律是指在平衡條件下，合金系統(tǒng)的組元數(shù)、相數(shù)和自由度數(shù)之間的關(guān)系式。可以用下式表示：f=c-p+nf=c-p+1（常壓）f：自由度數(shù)c：組元數(shù)p：平衡時相數(shù)n：外界條件可變的數(shù)目應(yīng)用：分析系統(tǒng)中最多能有多少相可以平衡共存分析結(jié)晶是在恒溫還是在一定溫度
7、范圍內(nèi)進(jìn)行例如：二元系合金，C=2，令f=0，則p=3（三個平衡相）二元系合金，如結(jié)晶時，p=2，則f=2-2+1=1（變溫）如結(jié)晶時，p=3，則f=2-3+1=0（恒溫）（2）、杠桿定理合金在結(jié)晶過程中，各相的成分及其相對含量將發(fā)生變化。對于相圖中的兩相區(qū)，可以應(yīng)用所謂杠桿定律求出這兩相的成分及相對含量。在A-B二元系中，任選一合金p，它的成分是Xp（組元B的濃度），組元A的濃度為（1-Xp），在溫度T時處于二相平衡，和兩相中組元B的濃度分別為Xa和Xb，而組元A的濃度為（）和（），設(shè)合金的重量為1，和的相對量分別為C的C。這樣P點(diǎn)處兩相中同一組元含
8、量之和必等于合金P中相應(yīng)組元的含，可得兩個方程式：CαXa+CβXb=XpCα(1-Xa)+C
