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1、磁性功能材料特點(diǎn)和應(yīng)用磁性功能材料及應(yīng)用Part 1 緒論 (4)Part 2 磁電子學(xué)材料及應(yīng)用(4)Part 3 軟磁材料及應(yīng)用 (12)Part 4 永磁材料及應(yīng)用(12)Part 5 旋磁鐵氧體材料及其應(yīng)用(4) Part 6 電磁波吸收材料的發(fā)展及其在EMC中的應(yīng)用 (4)1.2.1 靜磁現(xiàn)象1.2.2 材料的磁化1.2.3 磁性和磁性材料分類(lèi)Part 1 緒論1.1 磁性功能材料及應(yīng)用概述1.2 磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1.1 磁性功能材料及應(yīng)用概述戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,我國(guó)已有磁性指南-司南的記載,其開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)對(duì)磁學(xué)和磁性材料研究的先河; 指南針中國(guó)古代四大發(fā)明,對(duì)西方航海業(yè)的大發(fā)展起了重要作用。一.
2、磁學(xué)、磁性材料歷史回顧以磁科學(xué)進(jìn)行研究的創(chuàng)始者當(dāng)數(shù)吉爾伯特,后經(jīng)安培、奧斯特、法拉第等人開(kāi)創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,初步奠定了磁學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)。15441603 論磁1600年在倫敦出版 吉爾伯特首次給出了指南針工作原理的解釋。從1900年到1930年,先后確立了金屬電子論、順磁性理論、分子磁場(chǎng)、磁疇概念、X射線衍射分析、原子磁矩、電子自旋、波動(dòng)力學(xué)、鐵磁性理論、金屬電子量子論等相關(guān)的理論。從而形成了完整的磁學(xué)科學(xué)體系。在此后的2030年間,出現(xiàn)了種類(lèi)繁多的磁性材料。從1902年塞曼、洛倫茲獲得諾貝爾獎(jiǎng),到1985年馮克利青量子霍爾效應(yīng)、1998年崔琦分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),再到2007年費(fèi)爾
3、、格林貝格爾巨磁電阻獲得諾貝爾獎(jiǎng),至少有25次諾貝爾獎(jiǎng)得主在磁學(xué)相關(guān)領(lǐng)域作出了杰出的貢獻(xiàn)。磁學(xué)相關(guān)-諾貝爾獎(jiǎng) 名人堂施汝為 () ,物理學(xué)家, 1934年耶魯博士,1955年學(xué)部委員,中國(guó)近代磁學(xué)的奠基者和開(kāi)拓者之一。在鐵磁合金和磁鐵礦的磁晶各向異性、磁疇觀察研究和鋁鎳鈷系永磁合金磁性改進(jìn)等方面做出了重要貢獻(xiàn),并在中央研究院建立了我國(guó)第一個(gè)磁學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室,培養(yǎng)了大量磁學(xué)專(zhuān)門(mén)人才。長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)科學(xué)院物理研究所所長(zhǎng),為我國(guó)磁學(xué)研究和物理學(xué)研究事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。 1931年在國(guó)內(nèi)發(fā)表了第一篇磁學(xué)研究論文。 葉企孫在物理學(xué)上重要研究成果有兩個(gè)一是用X射線精確地測(cè)定普朗克常數(shù)h,得出當(dāng)時(shí)用X射線測(cè)定
4、h值的最高的精確度;二是開(kāi)創(chuàng)性地研究了流體靜壓力對(duì)鐵磁性金屬的磁導(dǎo)率的影響,這是本世紀(jì)20年代在物質(zhì)鐵磁性方面的一項(xiàng)重要研究工作,受到了世界各地科學(xué)界的重視。葉企孫(1898.7.161977.1.13)1923年獲哈佛大學(xué)博士學(xué)位1924年回國(guó)后,歷任清華大學(xué)教授、物理系系主任和理學(xué)院院長(zhǎng)他還是中國(guó)物理學(xué)會(huì)的創(chuàng)建人之一 ,1948年中央研究院院士,1955年學(xué)部委員國(guó)內(nèi)主要的磁學(xué)與磁性材料的重點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)研究單位 中國(guó)科學(xué)院物理研究所磁學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州大學(xué)磁學(xué)與磁性材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中科院寧波材料所正在籌建“磁性材料與器件中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室” 西南應(yīng)用磁學(xué)研究所國(guó)內(nèi)一些磁性材料及器件知名
5、廠家 中科三環(huán) 銀河磁體 世界粘結(jié)釹鐵硼行業(yè)前三強(qiáng) 二. 磁學(xué)、磁性材料研究領(lǐng)域三. 磁性功能材料應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)語(yǔ)料庫(kù)和腦成像數(shù)據(jù),科學(xué)家重建了被試心中所想的概念植物人根據(jù)回答問(wèn)題是“yes”還是“no”,顯示了不同的大腦激活。 四. 磁性功能材料的全球產(chǎn)量、市場(chǎng)、機(jī)遇與挑戰(zhàn)我國(guó)磁性材料的生產(chǎn)在國(guó)際上占有重要的地位.其中,永磁鐵氧體的產(chǎn)量達(dá)11104,居世界首位;軟磁鐵氧體產(chǎn)量4104,居世界前列;稀土永磁產(chǎn)量4300,居世界第二.但是,目前我國(guó)生產(chǎn)的磁性材料基本上是低性能、低附加值材料,與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距,產(chǎn)值與產(chǎn)量不相稱(chēng).根據(jù)中國(guó)工程院的專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查和預(yù)測(cè),我國(guó)2008年磁性材料的需求量:
6、 永磁鐵氧體15104,軟磁鐵氧體6104,稀土永磁800010000,目前的產(chǎn)能還不夠。我國(guó)磁性材料的產(chǎn)量與需求(1)加強(qiáng)磁性材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究; (2)改善現(xiàn)有的磁性材料:優(yōu)化制備工藝、降低生產(chǎn)成 本、提高其磁性能;(3)發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型磁性材料,特別是納米磁性材料。納米磁性材料是納米材料中最早進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)的功能材料,應(yīng)用廣泛,性能優(yōu)異,特別是在信息存儲(chǔ)、處理與傳輸中占據(jù)重要地位,其基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)正方興未艾.(4)加強(qiáng)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用三方面的結(jié)合,不斷開(kāi)拓磁性材料新的應(yīng)用領(lǐng)域并促使其發(fā)展.我國(guó)磁性材料的研究和發(fā)展將主要集中在以下幾個(gè)方面:中國(guó)加入WTO后,國(guó)外公司的進(jìn)
7、入增加了中國(guó)磁性材料的產(chǎn)量。 中國(guó)家電、汽車(chē)的發(fā)展,成為磁性材料最大的應(yīng)用市場(chǎng),促使磁性材料進(jìn)一步發(fā)展; 中國(guó)的勞動(dòng)成本低,有利于國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),國(guó)外的一些磁性材料生產(chǎn)大公司都轉(zhuǎn)移到中國(guó),促進(jìn)了中國(guó)磁性材料產(chǎn)量和產(chǎn)值的總體增加,到2005年中國(guó)的磁性材料銷(xiāo)售額達(dá)到250億人民幣。 “十二五”期間,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能、高附加值的磁體,以汽車(chē)配套磁瓦、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、DVD驅(qū)動(dòng)器、通信用磁體為主體,重點(diǎn)提高技術(shù)水平和檔次。行業(yè)內(nèi)企業(yè)要具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的品牌,要聯(lián)合發(fā)展壯大,形成世界一流的大公司,要以國(guó)際市場(chǎng)銷(xiāo)售為主體,磁體大國(guó)邁入磁體強(qiáng)國(guó)。美國(guó)一份報(bào)告統(tǒng)計(jì)顯示, 2009年,中國(guó)稀土儲(chǔ)量占全球的36%,產(chǎn)
8、量則占世界產(chǎn)量的97%。與之形成鮮明對(duì)比的是,美國(guó)2009年的稀土儲(chǔ)量占世界13%,而產(chǎn)量為零;俄羅斯儲(chǔ)量占世界19%,產(chǎn)量為零;澳大利亞儲(chǔ)量為540萬(wàn)噸,產(chǎn)量為零 1)中國(guó)稀土生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)量世界第一、出口量第一,但中國(guó)卻沒(méi)有稀土定價(jià)權(quán)。銷(xiāo)售粗加工、低附加值、惡性競(jìng)爭(zhēng),“黃金”賣(mài)“蘿卜”價(jià)2)在全球產(chǎn)業(yè)鏈上,中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)淪為發(fā)達(dá)國(guó)家廉價(jià)的初級(jí)產(chǎn)品供應(yīng)商,特別是在稀土新材料領(lǐng)域,中國(guó)幾乎沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),不少稀土企業(yè)維持在微利和虧損的邊緣。 NbFeB燒結(jié)永磁體、粘結(jié)永磁體3)中國(guó)稀土開(kāi)發(fā)浪費(fèi)和環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重,稀土生產(chǎn)現(xiàn)狀難以持續(xù)下去,占世界稀土資源比例已下降 4)中國(guó)稀土被西方廣泛應(yīng)用于軍
9、工等行業(yè),是高科技產(chǎn)品和武器的關(guān)鍵原材料,稀土再廉價(jià)也不會(huì)被西方國(guó)家打入貿(mào)易傾銷(xiāo)黑名單;可是,西方國(guó)家卻在高科技產(chǎn)品對(duì)華限制出口,尤其在高科技軍售方面長(zhǎng)期實(shí)施禁運(yùn) 我國(guó)政府開(kāi)始規(guī)劃稀土產(chǎn)業(yè),出臺(tái)了一系列相應(yīng)的稀土政策,如限制出口等 我國(guó)稀土資源、產(chǎn)業(yè)的一些亟待解決的問(wèn)題 a.磁鐵(永磁體):方向性:N、S極不可分離性:磁力線:磁力線切線方向?yàn)榇艌?chǎng)方向b.定義:1.2.1 靜磁現(xiàn)象1. 磁偶極子 1.2 磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)+m-mlN S正磁極 負(fù)磁極正磁荷 +m 負(fù)磁荷 -m磁體無(wú)限小時(shí),體系定義為磁偶極子磁偶極矩: 方向:-m指向+m單位:Wbm2.磁矩 用環(huán)形電流描述磁偶極子: 單位:A m2
10、結(jié)論:a 二者的物理意義相同: 表征磁偶極子磁性強(qiáng)弱與方向;但單位不同,公式有差異c.電子的軌道運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)恒定的電流回路,必有一個(gè)磁矩,但自旋不能用電流回路解釋?zhuān)虼?,最好將自旋磁矩視為基本粒子的固有磁矩。b.方向:右手螺旋法則決定面積Ai(電流) 其磁矩:3 磁化強(qiáng)度 M 磁極化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)度定義為材料微小體元V內(nèi)的全部分子磁矩矢量和與V之比 對(duì)于順磁與抗磁介質(zhì),無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí),M恒為零;存在外加磁場(chǎng)時(shí),則有 2月22日上堂課的回顧一. 磁學(xué)、磁性材料歷史回顧二. 磁學(xué)、磁性材料研究領(lǐng)域三. 磁性功能材料應(yīng)用領(lǐng)域四. 磁性功能材料的全球產(chǎn)量、市場(chǎng)、機(jī)遇與挑戰(zhàn)1.2.1 靜磁現(xiàn)象1.1
11、 磁性功能材料及應(yīng)用概述1.2 磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)+m-ml磁偶極矩: 方向:-m指向+m單位:Wbm 單位:A m2 面積Ai(電流) 其磁矩:用環(huán)形電流描述磁偶極子磁體無(wú)限小時(shí),體系定義為磁偶極子磁偶極矩磁化強(qiáng)度比飽和磁化強(qiáng)度A/m /(kg/m3) = Am2/kgMH曲線測(cè)試,一般單位為 emu,除以質(zhì)量即得到 emu/g,除以體積即可得到emu/cm3兩者可通過(guò)密度進(jìn)行換算 均為描述空間任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)參量(矢量)1)、H :靜磁學(xué)定義 H為單位點(diǎn)磁荷在該處所受的磁場(chǎng)力的大小,方向 與正磁荷在該處所受磁場(chǎng)力方向一致。4 磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 與與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 實(shí)際應(yīng)用中,往往用電流產(chǎn)生磁場(chǎng),并規(guī)定
12、H的單位在SI制中,用1A的電流通過(guò)直導(dǎo)線,在距離導(dǎo)線r=(1/2) 米處,磁場(chǎng)強(qiáng)度即為1A m1。 無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線:方向是切于與導(dǎo)線垂直的且以導(dǎo)線為軸的圓周常見(jiàn)幾種電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的形式磁場(chǎng)強(qiáng)度r1820年OerstedH直流環(huán)形線圈圓心:方向由右手螺旋法則確定。無(wú)限長(zhǎng)直流螺線管:n:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的線圈匝數(shù)rH方向沿螺線管的軸線方向2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 往往確定磁場(chǎng)效應(yīng)采用磁感應(yīng)強(qiáng)度B,而非HSI制中,自由真空中,B與H平行,磁體內(nèi)部,B與H不一定平行,單位:B:T或Wbm2;H:A/m; M:A/m;J: Wbm2真空中,M0 當(dāng)H 107/4A m1時(shí),B1T磁學(xué)量的單位制:使用Gauss單位制
13、時(shí),此時(shí),B的單位為Gs,H的單位為Oe,0=1G / Oe 式中M為磁極密度單位為Gs,4M為磁通線的密度。SI制與Gauss制間的轉(zhuǎn)換 B:1G=10-4T H:-1 103A m-14 Oe, 103/4 A m-1=79.577A m-1=1 Oe 和磁矩: 在Gauss單位制中0=1G / Oe ,則磁偶極矩與磁矩?zé)o差別,通稱(chēng)為磁矩,單位為電磁單位() (磁偶極矩) 4 1010 Wbm 1e.m.u (磁矩) 103A m2磁化強(qiáng)度: Gauss單位制中,磁極化強(qiáng)度(J)與磁化強(qiáng)度(M)相同,單位:G5.磁化率與磁導(dǎo)率 稱(chēng)為磁體的磁化率磁導(dǎo)率,代表該磁性材料的導(dǎo)磁能力,是表征磁性材
14、料性能的重要參數(shù)。 例如:B-H曲線上某點(diǎn)(B1,H1)的磁導(dǎo)率1B1/H1, 即B-H曲線在某點(diǎn)(B1,H1)的斜率。通常為了比較介質(zhì)的導(dǎo)磁性能,以真空磁導(dǎo)率0為基準(zhǔn),定義介質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值為相對(duì)磁導(dǎo)率r磁體置于外磁場(chǎng)中磁化強(qiáng)度M將發(fā)生磁化。磁化率是單位磁場(chǎng)在磁體內(nèi)感生的磁化強(qiáng)度,表征磁體磁化難易程度 相對(duì)磁導(dǎo)率真空對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率的不同定義:1)、初始磁導(dǎo)率 是磁中性狀態(tài)(H0,M0)下磁導(dǎo)率的極限值,在弱場(chǎng)下使用時(shí), i是一重要參數(shù)2)、最大磁導(dǎo)率max表征單位H在磁體中感生出最大B的能力。一般而言磁性體的磁導(dǎo)率就是指這個(gè)參數(shù)。3)、振幅磁導(dǎo)率 磁體在交變磁場(chǎng)(無(wú)直流磁場(chǎng))中被
15、磁化時(shí),在一定振幅的磁場(chǎng)下,其磁感應(yīng)強(qiáng)度也有一定振幅 : 它是(H或B)的振幅的函數(shù),其最大值稱(chēng)為最大振幅磁導(dǎo)率。4)、增量磁導(dǎo)率 指磁體受直流電磁場(chǎng)H0作用,在H0上再疊加一個(gè)較小的交變磁場(chǎng),此時(shí)磁體對(duì)于交變磁場(chǎng)的磁導(dǎo)率即為 。5)、可逆磁導(dǎo)率rev6)、復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率是物質(zhì)在交變磁場(chǎng) 的作用下,交變磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值。他們常常具有不同的相位,因此為復(fù)數(shù),即uB/0H1-i1, 表示的是在交流磁場(chǎng)磁化下磁性特征的一個(gè)物理量,它同時(shí)反映B和H之間振幅及相位關(guān)系 1)、退磁場(chǎng) 有限幾何尺寸的磁體在外磁場(chǎng)中被磁化后,表面將產(chǎn)生磁極,從而使磁體內(nèi)部存在與磁化強(qiáng)度M方向相反的一種磁場(chǎng),起
16、減退磁化的作用,稱(chēng)為退磁場(chǎng)Hd。 Hd 的大小與磁體形狀及磁極強(qiáng)度有關(guān)。若磁化均勻,則Hd 也均勻,且與M成正比:其中N為退磁因子,只與磁體幾何形狀和尺寸有關(guān)。非均勻磁化時(shí)還與磁性體磁導(dǎo)率有關(guān)。6 退磁能 Hd=-NM2)、簡(jiǎn)單幾何形狀磁體的退磁因子N對(duì)于旋轉(zhuǎn)橢球體,三個(gè)主軸方向退磁因子之和:abcXYZ如何理解?表面1/31/213)、退磁場(chǎng)能量 指磁體在它自身的Hd 中所具有的能量 適用條件:磁體內(nèi)部均勻一致,磁化均勻。 形狀不同或沿不同的方向磁化時(shí),F(xiàn)d也不同,這種因形狀不同而引起的能量各向異性的特征形狀各向異性。即:Fd是形狀各向異性能量。外磁場(chǎng)能H磁體由于本身的磁偶極矩Jm與H間的相
17、互作用,產(chǎn)生一力矩:+mF=-mHFmH-mH7. 靜磁能 負(fù)號(hào)表示力矩沿順時(shí)針?lè)较颍鏁r(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?=00 ,L最小,處于穩(wěn)定狀態(tài) 0,L 0,不穩(wěn)定,會(huì)使磁體轉(zhuǎn)到與H方向一致,這就要做功,相當(dāng)于使磁體在H中位能降低。即:磁體在磁場(chǎng)中位能:?jiǎn)挝惑w積中磁位能(即磁場(chǎng)能量密度)0,F(xiàn)H最小180o,F(xiàn)H最大1.2.2 材料的磁化一、典型測(cè)試系統(tǒng)1、美國(guó)Quantum Design公司 磁性測(cè)量系統(tǒng)MPMS SuperconductingQuantum Interference Device (SQUID) 02T or 07T, 1.9 or 4.2400K,LHe or Cryogen Fr
18、ee Sensitivity: 1E-7 emu 低溫強(qiáng)場(chǎng)磁化強(qiáng)度與磁滯回線;直流、交流磁化率;單晶磁各項(xiàng)異性;光誘導(dǎo)磁性;壓力誘導(dǎo)磁性; 電導(dǎo)測(cè)量。變溫度、變磁場(chǎng)進(jìn)行、連續(xù)低溫操作2、美國(guó)Quantum Design公司 物性測(cè)量系統(tǒng)PPMS Physical Property Measurement System (PPMS) 420萬(wàn) 09T or 014T, 1.9400K,LHe or Cryogen Free Sensitivity: 2E-5 emu 主要測(cè)試功能:1、直流電阻,2、交流電阻,3、HALL效應(yīng), 4、I-V特性,5、臨界電流,6、DC磁化強(qiáng)度,7、AC磁化率,8、
19、扭矩磁化測(cè)量,9、比熱,10、熱導(dǎo)率 ,11、熱電勢(shì),12、FIGURE OF MERIT ,13、超低場(chǎng)較正。以上測(cè)量可以變溫度、變磁場(chǎng)進(jìn)行、連續(xù)低溫操作。低溫強(qiáng)場(chǎng)超強(qiáng)功能3、美國(guó)Lakeshore VSM Vibration Sample System (VSM) Lake Shore的7410 VSM 0 3T510-7emu液氦、液氮恒溫器, 8K或80K下工作 高溫爐 可實(shí)1000下工作 967500元 4、磁滯回線儀 磁性材料對(duì)外加磁場(chǎng)有明顯的響應(yīng)特征,狀態(tài)隨外加磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化,可用磁化曲線與磁滯回線表征。1. 磁化曲線表示磁場(chǎng)強(qiáng)度H與所感生的B或M之間的關(guān)系 B H關(guān)系:工程技術(shù)
20、中應(yīng)用 MH關(guān)系:磁性物理學(xué)中常用 可通過(guò)環(huán)形磁材樣品測(cè)出:初級(jí)線圈N1接DC電路,次級(jí)線圈N2接電子磁通計(jì)。當(dāng)N1通DC時(shí),磁環(huán)內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng),此環(huán)形樣品被磁化,由磁通計(jì)反映出B的變化,由此可作出BH曲線,也可由B 0(H+M)畫(huà)出0MH曲線。(如圖)二、 材料的磁化HBOFB(0M)鋁鈷鎳的兩種磁化曲線MBOABO點(diǎn):H0, B0, M0, 磁中性和原始退磁狀態(tài)OA段:近似線性,起始磁化階段AB段:較陡峭,表明急劇磁化結(jié)論:1.兩曲線機(jī)理一樣;2.HHm后,M逐漸趨于一定值MS(飽和磁化強(qiáng)度),而B(niǎo)則仍不斷增大;4.由BH(MH)曲線可求出或 ;5.飽和后再磁化無(wú)意義。 從飽和磁化狀態(tài)開(kāi)始,
21、再使磁化場(chǎng)減小,B或M不再沿原始曲線返回。H從正的最大到負(fù)的最大,再回到正的最大時(shí),B-H或M-H形成一封閉的曲線磁滯回線,磁材的重要特性之一 當(dāng)H0時(shí),仍有一定的剩磁Br或Mr。 HBOF1) 矯頑力 Hc 為使B(M)趨于零,需反向加一磁場(chǎng),此時(shí)H=Hc稱(chēng)為矯頑力。 BHC:使B=0的Hc。 (工程技術(shù)上指) MHC: M=0時(shí)的Hc (內(nèi)稟矯頑力) 一般| BHC | | MHC |2. 磁滯回線通常以Hc劃分軟磁、永磁、半永磁材料::軟磁:硬磁:半硬磁磁滯回線的第二象限為退磁曲線(依據(jù)此考察硬磁材料性能),(BH)為磁能積,表征永磁材料中能量大小。 (BH)max 是永磁的重要特性參數(shù)
22、之一。為使B(M)趨于零,需反向加一磁場(chǎng),此時(shí)H=Hc稱(chēng)為矯頑力( 12.5Oe)周壽增稀土永磁材料及應(yīng)用BCC 鐵FCC 鎳Co HCP磁晶各向異性從實(shí)用的觀點(diǎn),根據(jù)磁化率(M/H)大小與符號(hào),可分為五種:TO1)、抗磁性 原子磁矩J0。在外磁場(chǎng)作用下,電子運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生一個(gè)附加的運(yùn)動(dòng)(由電磁感應(yīng)定律而定),出現(xiàn)附加角動(dòng)量,感生出與H反向的磁矩。因此: d0,室溫下p:10-6-10-3 。 c). p與T有關(guān)。3) 反鐵磁性即在TTN(奈爾溫度)時(shí), af 最大。實(shí)例:過(guò)渡族元素的鹽類(lèi)及化合物,如MnO,CrO, CoO等O1.J0 , af與順磁物質(zhì)接近;2. 物質(zhì)中存在相互作用,自旋次晶格
23、成反平行排列,每一次晶格的磁矩大小相等,合成磁矩為零;3. af與T有關(guān),存在奈爾溫度TN。1).J0 , f0, (約為10106),有磁滯現(xiàn)象;2). 物質(zhì)中存在相互作用, J有序;3). f與T有關(guān),存在居里溫度Tc鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判缘呐R界溫度; 當(dāng) TTC 時(shí),鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?,服從居里外斯定律?實(shí)例:3d金屬Fe,Co,Ni,4f金屬鋱、鉺、銩、鈥、鉺、銩、鐠和釹以及很多合金與化合物。TTC4) 鐵磁性亞鐵磁性1).m0 , m0, (約為100103),;2). 存在相互作用, J有序,內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)與反鐵磁性相同,但相反排列的磁矩大小不等量;3). f與T有關(guān),不服
24、從居里外斯定律;4).電阻率高,多用于高頻。典型代表為鐵氧體。 前三種為弱磁性,后兩種為強(qiáng)磁性,具有此二性的材料叫磁性材料,按其被應(yīng)用的性能,磁性材料可分為軟磁、永磁、旋磁、矩磁、壓磁五類(lèi))2月24日?qǐng)D5 幾種常見(jiàn)磁性類(lèi)型的磁化曲線形狀 數(shù)據(jù)處理1、在某一外場(chǎng)H下,進(jìn)行變溫磁化率的測(cè)試,儀器所測(cè)得的信號(hào)為樣品磁矩M,它與摩爾磁化率mol間的關(guān)系為:M為樣品磁矩(CGS單位制下,其單位為emu),Mr為樣品的摩爾質(zhì)量(g/mol),H為磁場(chǎng)強(qiáng)度(Oe),m為樣品質(zhì)量(g)。在CGS單位制下,m的常用單位為cm3/mol。有效磁矩eff(常用單位為B)與間的關(guān)系為:N0為阿伏伽德羅常數(shù),B為玻爾茲曼常數(shù),B為玻爾磁子。2、在某一溫度下,進(jìn)行磁化曲線的測(cè)試,摩爾磁化強(qiáng)度Mmol與樣品磁矩M和摩爾磁化率mo
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