铁磁体的技术磁化理论.pptVIP

* * 第四节 铁磁体的技术磁化理论 技术磁化：阐述铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。(磁化过程+反磁化过程) 一、 技术磁化 磁化过程：铁磁体在外场作用下，从磁中性状态到饱和状态的过程。 (磁化曲线) 磁中性状态：铁磁体处于磁感应强度B和磁场H都为零的状态。 H M 起始磁化阶段 急剧磁化阶段 趋于饱和阶段 起始磁化阶段：形成起始磁化曲线，源于磁畴壁的位移（壁移过程），磁化过程可逆。 急剧磁化阶段：包括不可逆壁移过程和磁畴内磁矩的转动过程（畴转过程），出现剩磁，磁化过程不可逆。 磁化过程的三个阶段 趋于饱和阶段：壁移过程和畴转过程消失，出现顺磁过程，Ms变化不大。 课堂练习： 画出铁磁体在磁化过程中，磁畴变化的示意图。 m (b) 外加磁场H m (c) 外加磁场H m (a) 磁中性状态 反磁化过程：铁磁体在外场作用下磁化饱和后，逐渐降低磁场并沿反方向逐渐增加磁场时，其磁化状态的变化过程。Bs——-Bs过程! (磁滞回线) 反磁化曲线AA’ 反磁化曲线A’A 反磁化机制： (1) 钉扎理论 (2) 形核理论 二、 剩余磁化强度 H M A B C O D C’ 1、磁中性状态（O） 多晶体内的自发磁化方向在空间上均匀分布，在任一方向有：M＝0，H＝0，B＝0。 2、饱和磁化状态（A） 多晶体内的自发磁化方向集中于外场方向。 3、在Hc作用的磁化状态（C） M＝0，但多晶体内的自发磁化在空间分布不均匀，在外场方向附近和远离外场的对称方向各有一分布。 4、剩磁状态（M） 样品内部磁场为零，但M≠0（M＝Mr），故多晶样品内的自发磁化方向在空间分布不均匀。 H M A B C O D C’ 多晶体的剩余磁化强度： 注意：Ms是内禀磁学参数，与微观结构无关； Mr是结构敏感参数，取决于Ms和微观结构。 壁移过程的贡献 畴转过程的贡献 三、 趋近饱和定律 对于多晶铁磁材料，由于各晶粒的晶轴取向混乱及晶粒间的相互作用，磁畴结构非常复杂，畴壁位移过程和磁化矢量转动过程难以分开。 中等磁场范围内，多晶铁磁材料的磁化曲线难以严格计算。 强磁场范围内，畴壁位移过程停止，磁化矢量转动成为磁化的唯一方式，可采用趋近饱和定律计算磁化曲线。 各种多晶铁磁材料的磁化矢量转动具有共同的规律，普遍遵守趋近饱和定律！ 强磁场中的趋近饱和定律： 式中等号右端第一项以磁场强度H的负幂级数趋近饱和，与技术磁化过程对应，其中的系数a、b、c等代表了技术磁化过程所受磁化阻力的大小，其值与材料本身属性相关。第二项表示的是顺磁磁化过程，χp称为顺磁磁化率。由于χp很小，因此顺磁磁化过程，磁化强度M的增量很小。 在适当高的磁场区域内，M/H与M之间近似为线性关系。以M为横坐标，M/H为纵坐标，绘出M/H=f(M)直线，该直线与横轴的交点就是饱和磁化强度(M= MS ,则式左侧为零，即与横坐标相交)。 当磁场强度H很大，1/H2、1/H 3等项的值很小可以忽略不计时： 四、 永磁材料及其特性 0 H B 永磁 软磁 Hc1 Hc2 Br 由于退磁场的作用，磁性材料在充磁后撤掉外加磁场时，不会工作在剩磁点上，而是低于剩磁点。 退磁曲线 Hc越大，工作点越高 Hc越小，工作点越低 采用Hc划分永磁和软磁的原因 0 H B Hcb Br 永磁材料的性能指标 Bx Hx P Br越大，磁性能越好。 选择Ms大的材料配方！ Hc越大，抗退磁能力越强。与微观结构和成分相关！ (BH)max越大，对外提供磁场高。取决与Br、Hcb及退磁曲线的方形度！ 温度系数+不可逆损失。描述温度稳定性！