第六章技术磁化理论.详解.ppt

第六章 技术磁化理论 第一节 磁化过程概述 第二节 可逆壁移磁化过程 反磁化过程中，磁滞形成的根本原因是由于铁磁体内存在应力起伏、杂质及广义磁各向异性引起的不可逆磁化过程。所以磁滞与反磁化过程的阻力分布密切相关。 磁滞的大小取决于磁滞回线面积的大小，而面积又主要取决于矫顽力，矫顽力只与不可逆过程相连系。 根据反磁化过程的阻滞原因分析，磁滞机制可分为： 不可逆壁移 不可逆畴转 反磁化核成长 一、不可逆壁移 我们前面在不可逆壁移磁化过程中分别推出了在应力与杂质作用下的 ，故利用 可得： 1)、M从正向值变到反向值经过M=0时的磁场强度—内禀矫顽力MHc，即是发生大巴克豪森跳跃的临界点（b点）。 2)、大块材料的Hc是各晶粒的Hc的平均效果。所以实际上Hc要略大于 ，一般： 3)、软磁材料，要求Hc小； 永磁材料，要求Hc大。 H M a b Mr c d mHc 壁移反磁化过程 Hc Mr 可逆过程 小巴克豪森跳跃 大巴克豪森跳跃 大块单轴多晶体的磁滞回线 二、反磁化核成长引起的磁滞 当样品已磁化到饱和时，反磁化畴依旧可能存在。 在大块材料中，局部的内应力与杂质造成这些局部小区域内的M与其他区域不一致，从而形成“反磁化核”，如果加一定强度的反向的磁场，则这些反磁化核将逐步长大而成为“反磁化畴”，产生畴壁，为反磁化过程中的壁移创造条件。 通过反磁化核发生与长大来进行壁移的过程有两个阶段： H下，反磁化核发生与长大形成反磁化畴， 长大后的反磁化畴进行可逆与不可逆壁移。 1、发动场理论（德棱W.Doring,1938年—反核长大问题） 反磁化核长大的条件，从能量上看，就是随着反磁化核的长大，其能量必须降低。 而由于反磁化核的长大（体积增大dV），必然引起： 畴壁面积增大dS，? Δγ=γωdS 反磁化核形状变化，?退磁场能量变化dEd 反抗壁移的最大阻力做功：2μ0MsHodV 静磁能降低：2μ0MsHdV 所以反磁化核的长大条件为： 即反磁化核自身能量的变化必须克服外界的最大阻力时才能持续长大。 设反磁化核形状为细长的旋转椭球（长半径l，短半径d）则椭球的体积为： 面积为： S= π2ld 关于Ed计算，可这样考虑：设反磁化核原来的磁矩与材料主体一致，此时Fd =0；设想反磁化核的形成是由于磁矩转了1800（即由材料主体方向?反磁化核的方向）。这一转动所做的功即等于Ed。 如图，x、y轴上的磁场分别为： α x y Ms NxMs：周围环境作用于反磁化核的Hd NxMscosα 、NyMscosα ：反磁化核自身的退磁场能量。 所以 反磁化核内Ms所受转矩L为： 讨论： H H0 时，反磁化核才开始长大。 铁磁体内并非所以磁化不均匀区域都能形成稳定反磁化核。只有d ds 的区域在H ≥ Hs 时才能使反磁化核长大而形成反磁化畴，并通过壁移完成反磁化过程。 3. 发动场理论的一个重要问题是反磁化核的起源与形成问题，这个问题直到1954年问题才解决。 2、反磁化核的来源与成核场 古得诺夫认为磁化核的形成有三种可能： a、参杂物粒子；b、材料内的片状脱溶体或晶粒间界面 c、晶体表面 他认为：只有大的参杂粒子才能产生反磁化核，这种核只有在强H下才能长大。最可能的起源是在晶粒间的界面或片状脱溶物的界面上。 晶粒界面上产生反磁化核的条件： 设晶界面为平面，界面两边的磁畴方向为不同的易磁化方向，故在界面产生磁极，其密度为： l d D Ms2 Ms1 + + + - - - 若畴转磁化过程中，除Fk外，还有Fσ 、Fd 也形成阻力，则： F=FH+Fk+Fσ+Fd 同样由：?F/?φ=0 ?畴转过程中平衡方程的一般形式： 弱场下发生畴转磁化的情形： 对于高 μ 铁氧体，以壁移为主，但也可能发生畴转。 低 μ 铁氧体（空隙、杂质多，对壁移阻力大），以畴转为主。 单畴颗粒材料：只有畴转（单畴颗粒的永磁体） 受强应力的材料：畴壁因强 σ 的约束，壁移冻结，只有畴转磁化。 二、畴转过程决定的χi ㈠、由磁晶各向异性控制的可逆畴转磁化 1、六角晶系： 设H与易磁化方向成θ 角，磁矩转动了φ 角， φ θ H Ms 易磁化方向 2、立方晶体： a）