磁性材料.ppt

磁性材料及其制备 磁性材料简介 物质磁性来源 磁性材料分类 磁性材料宏观性质及应用 外场与磁性材料的相互作用 铁氧体磁性材料 材料的制备 磁性是物质的一种属性，从微观粒子到宏观物体，乃至宇宙天体，都具有某种程度磁性；换言之，一切物质皆有磁性。 春秋战国时代“慈石”的记载； 公元前3世纪，我国发明了指南针； 黄帝 司马迁《史记》描述黄帝作战用指南针 东汉 王充在《论衡》描述“司南勺” 1086年 宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等 1119年 宋朝朱或《萍洲可谈》 罗盘 用于航海的记载 论磁石 最早的著作《De Magnete 》 W.Gibert 18世纪 奥斯特 电流产生磁场 法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流 安培定律 构成电磁学的基础 , 电动机、发电机等开创现代电气工 业 1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假说 1919年 巴克豪森效应 1928年 海森堡模型，用量子力学解释分子场起源 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 1933年 加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体 各种磁效应示意图 磁性关联的众多边缘学科 磁性的应用 磁有序材料 定义：物质内磁矩的空间取向具有长程有序规律的现象称为磁有序，它主要依赖与原子磁矩间的相互作用以及自旋-轨道耦合和晶体场效应等因素。 磁有序形式通常称为磁有序结构，已经发现的磁有序结构有几个方面： 1、铁磁有序结构。特点是整个自旋平行排列，具有很强的自发磁化强度，铁族元素中铁、钴、镍，稀土族元素中钆、铽、镝及其合金属于此类。 2、反铁磁有序结构。特点是两组相邻自旋反平行排列，方向相反，但数量相等，净自发磁化强度等于零。例如NiO、MnO、FeS等化合物即是此类。 3、亚铁磁有序结构。特点是两组相邻自旋取向相反但不等量，其自发磁化强度等于两组反向自旋的差，宏观磁性与铁磁性类似，但数值上臂铁磁性的小，称为亚铁磁有序结构。铁氧体就是亚铁磁有序结构的典型材料。 4、螺旋磁性有序结构。特点是在一个原子面内，自旋为铁磁性取向，当原子面改变时，自旋方向跟着改变，稀土金属如铽、镝、铒、铥、钬等，当处于铁磁居里温度Tc以下及奈尔温度TN以上温区时，均呈现螺旋磁性有序结构。 5、正弦波模有序结构。特点是自旋密度本身以正弦波调制形成。在铬金属及其合金中能够看到这种磁有序结构。 6、锥形磁有序结构。非晶态磁体中，原子分布可以是短程有序，任一原子的最近邻原子数和原子间距的统计平均值同晶态合金很近似，在锥形磁有序结构中有可以分为散反铁磁性有序结构（speromagnetism）；散亚铁磁性有序结构（sperimagnetism）；散铁磁性有序结构（asperomagnetism）三种形式。 磁性材料分类（按实用观点来分） 1. 抗磁性（Diamagnetism) 在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现象称为抗磁性。 2. 顺磁性（Paramagnetism） 3. 铁磁性（Ferromagnetism) 4. 反铁磁性（Antiferromagnetism) 5. 亚铁磁性（Ferrimagnetism) 五种主要磁性的原子磁距分布特点 6. 螺旋型磁结构(Helimagnetism) 7. 超顺磁性（Superparamagnetism） 8. 散磁性 强磁材料的宏观磁性质 1. 退磁状态和退磁方法 3. 磁滞回线 4. 饱和磁化强度-温度关系，居里温度 5. 磁能积 6. 静磁能 7. 强磁材料按组成与结构的分类 8. 强磁材料的应用 金属软磁材料 软磁铁氧体 非晶态合金 纳米晶软磁材料 衡量软磁材料的重要指标： 起始磁导率 矫顽力 饱和磁感应强度 磁损耗， 稳定性, …… 金属软磁材料 电工纯铁：是指纯度在99.8%以上的铁。 硅钢 纯铁只能在直流下工作，交变磁场下涡流损耗大。 坡莫合金 软磁铁氧体 定义：能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获得高磁感应强度的材料，既容易受外加磁场磁化，又容易退磁。 分子式：MeFe2O4 Me代表锰、镍、锌、