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尖晶石的元晶胞(a)及子晶胞(b)、(c) M 2+OFe2 3+ O3 M——Fe,Ni,Mg 或复合铁氧体 Mg 1-xMnxFe2O4 氧四面体空隙为A位，八面体空隙为B位. 两价离子都处于A位，则为正尖晶石结构；二价离子占有B位，三价离子占有A位及余下的B位，则为反尖晶石。 3. 铁氧体的磁性与结构 3.1 尖晶石铁氧体 * 所有的亚铁磁性尖晶石几乎都是反型的 （ Fe 3+(Fe3+M2+)O4 A位离子与反平行态的B位离子之间，借助于电子自旋耦合而形成二价离子的净磁矩，即 Fea+3↑Feb+3↓Mb+2↓ 阳离子出现于反型程度，取决于热处理条件。一般来说，提高正尖晶石的温度会使离子激发至反型位置。所以在制备类似于CuFe2O4的铁氧体时，必须将反型结构高温淬火才能得到存在于低温的反型结构。 锰铁氧体约为80％正型尖晶石，这种离子分布随热处理变化不大。 3. 铁氧体的磁性与结构 3.1 尖晶石铁氧体 A位离子与B位离子磁矩反向平行。 A位与B位离子数不等，或A位与B位的磁矩也不等，因此有剩余磁矩。 * 亚铁磁性在宏观性能上与铁磁性类似，区别在于亚铁磁性材料的饱和磁化强度比铁磁性的低。成因是由于材料结构中原子磁矩不象铁磁体中那样向一个方向排列，而是呈反方向排列，相互抵消了一部分。 3. 铁氧体的磁性与结构 3.2 亚铁磁性 * 4. 铁磁性理论 4.1 铁磁体的磁化曲线 磁化曲线的三种形式 一、磁化曲线 磁导率μ是B-H曲线上的斜率 在B-H曲线上，当H→0时的斜率称为初（起）始磁导率μ0 初（起）始磁导率是磁性材料的重要性能指标之一 * 1.装置：环形螺绕环; 铁磁Fe,Co,Ni及稀土族元素的化合物，能被强烈地磁化。 实验测量B,如用感应电动势测量或用小线圈在缝口处测量； 由 得出 曲线。 2.原理：励磁电流 I; 用安培定理得H。 当外磁场变化一个周期时，铁磁质内部的磁场变化曲线如图所示； 4. 铁磁性理论 4.1 铁磁体的磁化曲线 二、磁化曲线的实验测定 * B H o c 起始磁化曲线为 oc ,当外磁场减小时，介质中的磁场并不沿起始磁化曲线返回，而是滞后于外磁场变化 —— 磁滞现象。 Hc Br Hc 当外磁场为 0 时，介质中的磁场并不为 0，有一剩磁 Br; 矫顽力——加反向磁场Hc，使介质内部的磁场为 0， 继续增加反向磁场，介质达到反向磁饱和状态； 改变外磁场为正向磁场，不断增加外场，介质又达到正向磁饱和状态。 磁化曲线形成一条磁滞回线。 铁磁质的 不是一个常数， 它是 的函数。 B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应。 4. 铁磁性理论 4.1 铁磁体的磁化曲线 三、磁滞曲线 * 所谓磁畴，是指磁性材料内部的一个个小区域，每个区域内包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。磁畴的体积约为 10-9 cm3 ,约有1015个原子. 各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。磁畴壁是一个有一定厚度的过渡层，在过渡层中磁矩方向逐渐改变。磁畴壁的厚度约为 10-5 cm 。 在外磁场中，各磁畴沿外场转向，介质内部的磁场迅速增加 一、磁畴 Bo 4. 铁磁性理论 4.2 磁化机制 * 由磁畴扩大（b), 及磁化矢量转向（c）引起的磁化过程，（a）是退磁状态下的磁畴分布 （a） （b） （c） H H O Hs H 磁畴壁完全消失 可逆壁移 不可逆壁移 转向磁化 a b c Bs 二、磁滞回线与磁畴的关系 * (1) 软磁材料 具有较高的磁导率和较高的饱和磁感应强度； 较小的矫顽力（矫顽力很小，即磁场的方向和大小发生变化时磁畴壁很容易运动）和较低磁滞损耗，磁滞回线很窄； 在磁场作用下非常容易磁化； 取消磁场后很容易退磁化; 主要用于电磁能的转换 4. 铁磁性理论 4.3 铁磁材料分类 * (2) 硬磁材料 硬磁材料又称永磁材料，难于磁化又难于退磁。 具有较大的矫顽力，典型值Hc＝104～106A/m； 磁滞回线较粗，具有较高的最大磁能积(BH)max； 剩磁很大； 这种材料充磁后不易退磁，适合做永久磁铁。 硬磁性材料如碳钢、铝镍钴合金和铝钢等。 4. 铁磁性理论 4.3 铁磁材料分类 * (3) 矩磁材料 磁滞回线呈矩形，又称矩磁材料， 剩磁接近于饱合磁感应强度 具有高磁导率、高电阻率 由Fe2O3和其他二价的金属氧化物（如NiO，ZnO等）粉末混合烧结而成。 (Mn、Mg)Fe2O4 、CoFe2O4 可作磁性记忆元件 4. 铁磁性理论 4.3 铁磁材料分类 * 4. 铁磁性理论 4.3 铁磁材料分类 * 4.