磁性材料与器件绪论及引言.pptVIP

适用条件：磁体内部均匀一致，磁化均匀。 形状不同或沿不同的方向磁化时，Fd也不同，这种因形状不同而引起的能量各向异性的特征——形状各向异性。即：Fd是形状各向异性能量。 外磁场能 H 磁体由于本身的磁偶极矩Jm与H间的相互作用，产生一力矩： +m F’=-mH F＝mH -m H 7. 静磁能 负号表示力矩沿顺时针方向（逆时针方向为正） θ=00 ，L最小，处于稳定状态 θ ≠0，L ≠0，不稳定，会使磁体转到与H方向一致，这就要做功，相当于使磁体在H中位能降低。 即：磁体在磁场中位能： ∴单位体积中磁位能（即磁场能量密度） θ＝0，FH最小 θ＝180o，FH最大 1.2.2 材料的磁化 一、典型测试系统 1、美国Quantum Design公司 磁性测量系统MPMS Superconducting?Quantum Interference Device (SQUID) 0~2T or 0~7T, 1.9 or 4.2~400K，LHe or Cryogen Free Sensitivity: ?1E-7 emu 低 温 强 场 磁化强度与磁滞回线；直流、交流磁化率；单晶磁各项异性；光诱导磁性；压力诱导磁性； 电导测量。变温度、变磁场进行、连续低温操作 2、美国Quantum Design公司 物性测量系统PPMS Physical Property Measurement System? (PPMS) 420万 0~9T or 0~14T, 1.9~400K，LHe or Cryogen Free Sensitivity: ?2E-5 emu 主要测试功能：1、直流电阻，2、交流电阻，3、HALL效应， 4、I-V特性，5、临界电流，6、DC磁化强度，7、AC磁化率，8、扭矩磁化测量，9、比热，10、热导率 ，11、热电势，12、FIGURE OF MERIT ，13、超低场较正。以上测量可以变温度、变磁场进行、连续低温操作。 低 温 强 场 超 强 功 能 3、美国Lakeshore VSM Vibration Sample System? (VSM) Lake Shore的7410 VSM 0 ~ 3T 5×10-7emu 液氦、液氮恒温器， 8K或80K下工作 高温炉 可实1000℃下工作 967500元 4、磁滞回线仪 磁性材料对外加磁场有明显的响应特征，状态随外加磁场强度而变化，可用磁化曲线与磁滞回线表征。 1. 磁化曲线 表示磁场强度H与所感生的B或M之间的关系 B —H关系：工程技术中应用 M—H关系：磁性物理学中常用 可通过环形磁材样品测出：初级线圈N1接DC电路，次级线圈N2接电子磁通计。当N1通DC时，磁环内部产生磁场，此环形样品被磁化，由磁通计反映出B的变化，由此可作出B—H曲线，也可由B＝ μ0(H+M)画出μ0M－H曲线。（如图） 二、 材料的磁化 H B O F B(μ0M) 铝钴镍的两种 磁化曲线 M B O A B O点：H＝0, B＝0, M＝0, 磁中性和原始退磁状态 OA段：近似线性，起始磁化阶段 AB段：较陡峭，表明急剧磁化 结论： 1.两曲线机理一样； 2.HHm时，二曲线基本重合， 均急剧增大。 3.HHm后，M逐渐趋于一定值 MS（饱和磁化强度），而B 则仍不断增大； 4.由B－H（M－H）曲线可求 出μ或 χ； 5.饱和后再磁化无意义。 从饱和磁化状态开始，再使磁化场减小，B或M不再沿原始曲线返回。H从正的最大到负的最大，再回到正的最大时，B-H或M-H形成一封闭的曲线——磁滞回线，磁材的重要特性之一 当H＝0时，仍有一定的剩磁Br或Mr。 H B O F 1) 矫顽力 Hc 为使B(M)趋于零，需反向加一磁场，此时H=Hc称为矫顽力。 BHC：使B=0的Hc。 （工程技术上指） MHC： M=0时的Hc （内禀矫顽力） 一般| BHC | | MHC | 2. 磁滞回线 通常以Hc划分软磁、永磁、半永磁材料： :软磁 :硬磁 :半硬磁 磁滞回线的第二象限为退磁曲线（依据此考察硬磁材料性能）,(BH)为磁能积，表征永磁材料中能量大小。 (BH)max 是永磁的重要特性参数之一。 为使B(M)趋于零，需反向加一磁场，此时H=Hc称为矫顽力 ( 1.25Oe) ( 12.