第三章磁性概述.pptx

磁性材料磁性功能材料——磁性材料指那些有實際工程意義具有較強磁性的材料。是最古老的功能材料。西元前幾世紀人類就發現自然界中存在天然磁體，磁性(Magnetism)一詞就因盛產天然磁石的Magnesia地區而得名。早期的磁性材料主要是軟鐵、矽鋼片、鐵氧體等。二十世紀六十年代起，非晶態軟磁材料、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。磁性材料廣泛應用於電腦及聲像記錄用大型存放區裝置如磁片、磁帶，電工產品如變壓器、電機，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、機械行業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材料的磁性第二節軟磁材料及其應用基本要求第三節硬磁材料及其應用第四節磁記錄材料及其應用主要內容理解磁性的起因及其參量理解磁性的分類及鐵磁物質的特性掌握軟磁材料、硬磁材料磁記錄材料的特點及其應用。第一節材料的磁性磁性材料一、磁性的產生及磁學基本參量物質磁性的本質：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：在磁場作用下能磁化的物質。1、磁化強度M單位：A/m或高斯（Gs），向量，由S極指向N極。第一節材料的磁性磁性材料磁化強度：衡量物質有無磁性或磁性大小的物理量，定義為物質單位體積中的磁矩大小。2、磁場強度H單位：A/m或高斯（Gs），向量，由S極指向N極。第一節材料的磁性磁性材料磁場強度：是指外界磁場的大小，也是一個向量。單位同磁化強度M。磁場強度H一般是由導體中的電流或者永磁體產生的。3、磁化率χ＝M/H第一節材料的磁性磁性材料磁化強度M與磁場強度H的比值稱為磁化率：即χ＝M/H表徵物質磁性的大小4、磁感應強度B單位：特斯拉（T）或韋/米2(Wb/m2)B=μ0(H+M)第一節材料的磁性磁性材料μ0是真空磁導率，μ0=410-7H/m在真空中（M=0），當磁場強度H為（107/4）A/m時，相應的磁感應強度為1T。5、磁偶極矩pm、磁矩m第一節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，等效為環繞回路流動的電荷。磁偶極矩pm：真空中每單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有如下關係：m=pm/μ0磁矩m的單位為A·m2。磁矩是表徵磁性物體磁性大小的物理量。磁矩愈大，磁性愈強，即物體在磁場中所受的力也大。磁矩只與物體本身有關，與外磁場無關。第一節材料的磁性磁性材料6、磁通量單位為韋（Wb）第一節材料的磁性磁性材料磁通量是磁感應通量的簡稱，其定義是：將通過磁場中某一微元面積S的磁通量等於該處磁感應強度B在垂直於面積方向上的分量Bn和面積S的乘積，即=BnS=BcosS式中為磁感應強度B的方向與面積S的垂線方向之間的夾角。7、磁導率μ第一節材料的磁性磁性材料磁導率定義為μ=B/μ0HB與H的比值稱為絕對磁導率μ絕對。μ絕對=B/H=μ0μ磁導率就等於材料的絕對磁導率μ絕對與真空磁導率之比，故也稱為相對磁導率。磁性材料二、磁性的分類1、抗磁性物質呈抗磁性，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。屬於這類物質的金屬有：Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Mg。物質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、順磁性物質、鐵磁性物質、反鐵磁性物質、亞鐵磁性物質。第一節材料的磁性2、順磁性物質呈順磁性。＞0，M與H方向相同；磁化率在10-3～10-5。第一節材料的磁性磁性材料其特徵是組成這些物質的原子具有恒定的與外磁場無關的磁矩。屬於這類物質的金屬有：La、Pr、MnAl、除Be以外的鹼金屬和鹼土金屬以及居裡溫度以上的鐵磁性元素Fe、Ni、Co等。3、鐵磁性物質呈鐵磁性。＞＞0，磁化率在可達104數量級。自發磁化：鐵磁體的原子磁矩在不加外磁場時，由於一種自身力量的作用而互相平行排列，呈飽和磁化的狀態。磁疇:這種自發磁化不是整體飽和，而是分成許多小區域，在每個小區域內飽和，這種飽和的小區域稱為磁疇。第一節材料的磁性磁性材料磁性材料鐵磁物質的原子結構特點：（1）原子存在未填滿的內電子層（例如3d或4f層），在此層中未對消的電子自旋磁矩產生原子磁矩。（2）原子間距與未滿電子層半徑之比值要求有一定的大小，這樣才能夠有足夠大的交換力，使物質中原子磁矩同相排列，才能形成鐵磁性。第一節材料的磁性磁性材料第一節材料的磁性鐵磁性物質是一種磁性很強的物質。是磁性材料的物質基礎。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＞0，M與H方向相同；磁化率在10-5～10-3。第一節材料的磁性磁性材料反鐵磁性物質原子之間的磁矩不同與鐵磁性物質是平行的，而是