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目　　录 1 磁性陶瓷简介 1 1.1磁性陶瓷的特性 1 1.1.1磁性陶瓷的磁性 1 1.1.2磁滞回线 2 1.2磁性陶瓷的分类 3 2.磁性陶瓷的开发和应用 4 2.1铁氧体吸波材料 4 2.2铁氧体信息存储材料 4 2.2.1磁记录 5 2.2.2磁头材料 5 2.3磁性流体磁流体 5 3.参考文献 5 磁性陶瓷简介 1.1磁性陶瓷的特性 1.1.1磁性陶瓷的磁性 磁性陶瓷简称磁性瓷,其导电性与半导体相似,因其制备工艺和外观类似陶瓷而得名。它在现代无线电电子学、自动控制、微波技术、电子计算机、信息储存、激光调制等方面都有广泛的用途。 物质的磁性来自原子磁矩。原子以由原子核为中心的电子轨道运动为特征。原子核外的电子沿着一定的轨道绕着原子核作轨道运动,由于电磁感应,产生轨道磁矩。另一方面电子本身还不停地作自旋运动,产生自旋磁矩。原子的磁矩就是这两种磁矩的总和。 在一些物质中,存在着一种特殊的相互作用,从而影响物质中磁性原子、离子的磁矩的相对方向性的排列状态。当这种作用较强的物质处在较低温度时,磁矩可能形成有序的排列。物质中磁矩排列方式如图1所示。其中铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性排列方式为有序排列。 图1　各种磁性物质中原子或离子磁矩的排列示意图 通常所说的磁性材料是指常温下为铁磁性或亚铁磁性的在宏观上表现出强磁性的物质。磁性陶瓷大多属于亚铁磁性。 由于陶瓷具有复杂的结晶状态,实际上根据原子(或离子)的种类和晶体结构不同,在外部可观察到更复杂的磁性现象。磁性陶瓷按其晶格类型可分为尖晶石型、石榴石型、磁铅石型、钙钛矿型、钛铁石型、氯化钠型、金红石型、非晶结构等八类。以当前被研究得最详细、实用上又最重要的尖晶石结构的铁氧体为例。它的一般的化学式为MFe2O4,式中的M为2价金属离子。尖晶石结晶的单胞由8个分子组成,含有8个2价金属、16个3价金属、32个氧。为空间群D7h-F3dm的立方晶体,其模型示于图2。氧作最密集的排列(面心立方),金属离子嵌入到氧离子堆积的空隙中。其中被4个氧离子包围的位置为A位置,被6个氧离子包围的位置为B位置。 图2　尖晶石结构中的单胞 奈尔铁磁理论认为A、B离子通过氧产生超交换作用,如图3所示。其中最主要的超交换作用是A—B间作用,这种位置的磁性离子的磁矩呈平行排列。B—B间、A—A间的相互作用与A—B间相比,成了弱的负相互作用。若A—B不产生相互作用(例如在A的位置没有磁性离子时), B—B间为反铁磁排列。 物质内部的原子磁矩、即使在没有外加磁场作用时,就已经以某种方式排列起来了,也就是说已经达到一定程度的磁化了,称为自发磁化。当磁性物质被加热升温到一定数值时,热运动会破坏磁矩的有序排列,使自发磁化完全消失,这个温度叫居里温度,也称居里点。 图3　A、B的最短距离的相对位置 1.1.2磁滞回线 磁性物质的另一基本特性是表现磁化过程的特性,即得到磁滞回线,如图4所示。 图4　磁滞回线 图4 (a)给出了磁场强度H和磁感应强度B的关系,其过程如箭头所示。这种磁滞回线形状和大小,其过程如箭头所示。这种磁滞回线的形状和大小,首先随磁性物质的种类和组成而异,其次也受磁化机理、初磁化区域、不连续磁化区域、回转磁化区域等暂存的方式的影响。图4 (b)给出了六种物理量,它们是磁性物质的重要性能指标,对指导磁性物质的应用具有重要的意义。 铁氧体与其他种类的磁性材料相比,还具有电阻率高、可在高频范围使用,硬度大、化学性质稳定;使用陶瓷制备工艺,适宜于大批量生产;成本低、价格较便宜等特点。 1.2磁性陶瓷的分类 磁性陶瓷主要是指铁氧体。 图5 铁氧体的类型 2.磁性陶瓷的开发和应用 铁氧体和铁粉芯永久磁铁是磁性瓷的代表。铁氧体是作为高频用磁性材料而制备的金属氧化物烧结磁性体，它分为软磁铁氧体和硬磁铁氧体两种。软磁铁氧体是利用它的高电阻、高频涡流损耗小的特点，作为磁路使用的。硬磁铁氧体是具有单磁畴结构，矫顽力大的永磁材料。而铁粉芯永久磁铁，除硬磁铁氧体外，还有稀土钴和锰铋磁铁等。 我们说的磁性陶瓷主要是指铁氧体。人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的。20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。1952年磁铅石硬磁铁氧体研制成功；1956年又在此晶系中开发出平面型超高频铁氧体，同时发现了合稀土元素的石榴石型铁氧体，从而形成了尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系。应该说铁氧体的问世是强磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。至今铁氧体磁性材料已在众多高技术领域得到了广泛的应用。 2.1铁氧体吸波材料 铁氧体吸波材料由于科学技术的讯猛发展，在武器的隐身技术和电子计算机防信息泄露技术中，以及在生物学中的热效应方面，铁氧体作为吸波材料方面的应用尤为重要。 铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧