第三章节材料的磁学性能幻灯片.pptVIP

多晶体中的磁壁结构 杂质或空隙降低磁壁能－减小磁壁的可动性 技术磁化理论 1、磁场较弱，磁矩与外磁场呈锐角的磁畴扩大，呈钝角的磁畴减小－磁壁可逆移动（注意：磁壁移动仅仅是磁矩的转动，而不是原子的位移或扩散）。 2、磁场增强，磁矩与外磁场呈钝角的磁畴瞬时转向与磁场呈锐角的易磁化方向（磁壁瞬时跳跃－巴克豪森跳跃）。 3、磁场继续增强，磁矩由易磁化方向转为外磁场方向。 外加磁场 左畴静磁能较低，右畴静磁能较高。磁壁向右运动使系统的静磁能降低（磁壁的移动不是原子的位移，而是磁矩方向的转动）。 易轴方向的转动是静磁能U的降低（希望与外磁场方向一致）和磁晶能EK（希望沿易轴方向）升高的平衡，使总能量最低。 巴克豪森跳跃 自由能 阻力 外加磁场 影响金属及其合金铁磁性的因素 温度的影响，导致原子磁矩无序度增加。 超过居里点，铁磁性物质退化为顺磁性物质 应力方向与磁致伸缩同号，则促进磁化（降低磁弹性能）。反之阻碍磁化。 缺陷增加（形变、晶粒细化－晶界增加、杂质等），造成磁畴壁移动困难，减小μ，增加Hc和Mr。 铁磁金属中加入顺磁或抗磁元素，使铁磁金属d 壳层磁矩减小，从而减小Ms。 两种铁磁金属组成固溶体的情况 合金有序化的情况（通常使Ms增加） 有序化 有序 无序 混合 钢中组织： 强铁磁相－珠光体、马氏体、贝氏体 弱铁磁相－渗碳体 顺磁相－奥氏体 多个铁磁相混合时，总Ms符合混合定律（按体积分数），并拥有多个居里点。 硬磁材料的发展 Sm－钐 Nd－钕 动态磁化特性 铁磁材料用于高频时会产生涡流损失，故要用高电阻率的铁氧体（如(Ni-Zn)Fe2O4，使用频率高达40～80MHz）以减小铁芯损耗。高频时还会产生集肤效应，故要扎成薄片状使用（如硅钢片）。 铁磁材料的应用 矩磁铁氧体 材料静态磁性能的测量方法 冲击测量法 抛脱法测量 磁场强度能使试样达到Ms W为测量线圈匝数 热磁仪法测量 C为弹簧的弹性常数 材料磁性分析的应用 测定钢中的残余奥氏体 高碳工具钢淬火组织：马氏体（强铁磁性）＋残余奥氏体（顺磁性）。残余奥氏体可以减小淬火变形、提高材料韧性。 下标s代表试样，m代表马氏体，γ代表奥氏体。 马氏体，Vm, (Ms)m 奥氏体，Vγ, (Ms)γ 淬火钢的回火转变 M M’ γ B 纯铁体 强铁磁相－珠光体、马氏体、贝氏体 弱铁磁相－渗碳体 顺磁相－奥氏体 M’－回火马氏体（过饱和α＋碳化物） B－贝氏体（ 过饱和α＋碳化物） M继续分解析出渗碳体 过冷奥氏体转变 奥氏体，顺磁相 转变产物，铁磁相 下标s代表试样，z代表转变产物。 建立合金相图 铁磁相α 顺磁相σ AB、EF区域为铁磁相α，居里温度随Cr的增加而降低。 CD区域为顺磁相σ，无居里点。 BC和DE区域为铁磁相和顺磁相的混合区（各相含量可由杠杠定律计算），居里温度分别等于B点和E点铁磁相的居里温度。 居里温度 铁磁相α 3.1 材料的磁化特征及其基本参数 * 1820年 2010.5.23 * 第三章 材料的磁学性能 奥斯特实验－电流产生磁效应 N S 螺线管的磁场 螺线管内的磁感应强度 安培定律 真空中的磁导率 (亨利/米) 电流， 单位长度的匝数，真空中 ，H为磁场强度 电荷在磁场中的运动 磁场对电流的作用 l－位移矢量，方向沿导线指向电流方向 方向由图面指向外 磁场对电流回路的转矩－磁矩的概念 电流回路所受的转矩 普遍形式 磁矩 方向为回路的轴线（右手定则） 静磁能 P 磁化现象及磁化强度 单位体积的总磁矩定义为磁化强度 材料的磁化强度M与外磁场强度H的关系 为物质的磁化率 材料中的磁感应强度为 μ为材料的磁导率 磁化率及物质磁性的分类 磁化率及物质磁性的分类 磁化率和磁导率 磁化率 磁导率 磁化曲线和磁滞回线 磁滞现象 Mr－剩余磁化强度 Hc－磁矫顽力 磁滞回线 磁滞损耗 硬磁材料和软磁材料 硬磁材料－大Mr和Hc，低μ 软磁材料－小Hc，高μ （低磁滞损耗） 原子本征磁矩 电子轨道磁矩(方向：由图指向内) 电子自旋磁矩（由上向下） 可以对组成这个电荷的所有无限小电流回路的磁矩取积分而求得。 某一电子壳层被填满，其总磁矩为零。 某一电子壳层未被填满，其对外显示磁矩。 e, m v r L为轨道角动量 物质的顺磁性 原子内未填满的电子壳层（如过渡元素的d层），或具有奇数电子的原子，以及