2022年河工大磁性材料重点个人总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - u0:真空磁导率, H/m ;H:静磁学定义 与正磁荷在该处所受磁场力方向一样;H 为单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小,方向直线电流: H=I/2 r 环形电流: H=I/2a 螺线管电流: H=nI 磁感应强度 :单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度 磁矩 :这种成对的 N-S 极所构成的磁学量称为磁矩;磁偶 :具有磁矩的磁极对称;,以字母 B 表示,又称; 、磁体置于外磁场中磁化强度M 将发生变化(磁化) ;X=M/H 称为磁体的磁化率,是单位H 在磁体内感生的M ,表征磁体磁化难易程度可以依据磁体的磁化率大小和符号来分为:抗磁性、顺磁性

2、、反铁磁性,铁磁性,亚铁磁性 五种,前三种为弱磁性,后两种为强磁性 铁磁性特点 :1 f 0 ,而且数值 大到 101106 数量级;2、磁化强度与磁场强度之间的关系是非线性的复杂函数关系 3、反复磁化时显现磁滞现象,物质内部的原子磁矩是按区域自发平行取向的;4、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化;5、铁磁性物质有一个磁性转变温度居里温度,以 Tc 表示;6、铁磁性物质在磁化过程中,表现出磁晶各向异性、磁致伸缩和具有静磁能量现象;证明:磁畴的磁化方向在过渡区逐步转变方向;磁畴壁:如原子磁矩突然转向,就交换能变化;相邻磁畴界限,它是一个过渡区;EexEexEex2AS2cos1802AS2co

3、s04AS2如在 n 个等间距的原子面间逐步匀称转向,就交换能名师归纳总结 E ex 2当 足够小时,AS 2cos2AS 2cosn2AS2112202 AS2AS22211 2cos12sin222cos此时相邻原子面间交换能变化EexEexEex2 AS 21 1 2在 n 的等间距的原子面间逐步匀称转向,交换能的总变化 22ASn E exnEex2 AS2cos12sin22112第 1 页,共 11 页n12EEexex- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 问题:用磁畴壁移动理论说明磁化曲线?O 点对应消磁状态,磁性材料经熔化、铸造等凝固或经加

4、工之后, 材料中的磁畴随机取向,彼此的自发磁化强度 Msi 之和为 0,即外加磁场时 ,磁化强度 M 或磁感应强度 B将沿 OABCD 的曲线初始磁化曲线;OA 对应可逆磁化区,外加磁场使各磁畴最初的 Ms 发生转向,导致畴壁移动;在消磁状态,畴壁各处受内应力等障碍物的钉扎作用,畴壁难以运动 ;施加磁场,畴壁将按图中 i 所示的方式,试图克服钉扎作用而移动,但由于磁场较弱,畴壁不足以脱离障碍物的钉扎,当外部磁场取消后,畴壁即返回到消磁状态;此范畴即为可逆畴壁移动区域;区域 AC 为不连续畴壁移动或不行逆磁化区域;随着磁化进一步增强,钉扎作用足以抗击外加磁场的作用, 畴壁将从障碍物的钉扎作用下撕

5、脱出来,发生雪崩式的移动, 如图 iii 所示;畴壁移动是突然和不连续的,从而磁化也是不连续的;如通过电气放大作用进行探测,就会发觉不规章噪声,称此为巴克豪森效应 或 Barkhausen噪声 ;在此之后,进入旋转磁化区域,进而达到饱和磁化强度 Ms;从饱和磁化强度 Ms 处,减小外加磁场,曲线将从 d 变到 e,即当 H=0,外加磁场强度为零时,磁化强度 Mr=Br 并不等于零,称 Mr 为剩余磁化强度外加反向磁场并使其逐步增加,得到如图中其次象限退磁曲线所示,M-H ,B-H 曲线逐步达到 f 点,即磁化强度及磁感应强度达到零;称此时对应的磁场强度为矫顽力 Hc又称抗磁力、保磁力 矫顽力有

6、 BHc ,MHc 之分,前者称为磁感矫顽力,后者称为内禀矫顽力;M H 与 BH 曲线M-H 曲线或 B-H 曲线的全部即为磁滞回线hysteresis loop,又称履历曲线;磁晶各向异性:磁学特性随材料的晶体学方向不同而异;磁畴 :铁磁体由于交换相互作用 铁磁性 、超交换相互作用 亚铁磁性 ,致使原子磁矩呈平行或反平行排列,这样就可能残留称为自发磁化强度的有效磁化成分磁畴的成因 ,其三维区域称为磁畴, 实际的磁畴都具有肯定的几何大小,彼此为自发磁化强度的大小和方向相异的区域,磁畴之间由畴壁相隔;磁畴与磁畴之间的边界称为磁畴壁 ,畴壁中磁化强度的方向逐步变化,最终转变到相反的方向;畴壁的基

7、本类型包括3 种第一种 :Bloch(布洛赫)畴壁多见于块体状磁性体中,磁 一样实现反转;化强度在厚度方向上像竹帘打捻其次种 :薄膜中常见的Nel(奈耳 尔)畴壁,磁化强度在薄面上发生旋转,最终实现反转;第三种 :随着薄膜逐步变厚,显现兼有 这种畴壁为枕木状畴壁;反铁磁性 物质有以下主要特点:Bloch 畴壁与 Neel 畴壁特性的第三类畴壁,一般称名师归纳总结 1反铁磁性物质存在一相变温度,叫做奈耳温度,以TN 表示;第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当 TTN 时,反铁磁性物质表现出与顺磁性类似的行为;当 TTN 时,其磁化

8、率反而随温度下降而减小;在 T=TN 时,其磁化率为极大值;2反铁磁性物质的原子磁矩呈有序性排列;磁化率 与 1 相比表现特别小的正数的这类物质所具有的磁性为 顺磁性 ;反磁性 是指物质中原子磁矩方向与磁场方向相反,磁化率为负值,其肯定值很小;a、分子场假设 :假设铁磁性物质内存在着分子场,大小达到 肯定温度范畴内(0K 到居里点Tc),原子磁矩在分子场作用下,自发地平行一样取向;109A m-1数量级,在b、磁畴假设 :铁磁体的自发磁化分成如干磁畴,由于磁体中各磁畴的磁化方向不一样,所以大块磁铁不显磁性;居里温度的物理意义:居里温度是热运动能量完全破坏了自发磁化的磁相转变的临界温度;在 T0

9、 ,相邻原子自旋磁矩同向平行排列,显现自发磁化;名师归纳总结 A*r ijr iirj*rj2 ee2e2d1d2第 3 页,共 11 页ijjrijr irA=frij 、 ri 、 rj),且 A 与波函数性质有关;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章;磁导率与矫顽力之间的反比例关系体会规章1iM2 s对于磁化旋转的情形HcssHcKMi对于畴壁移动的情形M2 sHcK/Mss磁弛豫 :当在铁磁体中外加磁场时,磁化强度或磁通 不能追随外加磁场的变化而发生滞后的现象称为磁余效,这类现象统称为弛豫现象;磁余效又称为磁弛豫;阻碍畴壁运动的因素 有:位

10、错及其他晶格缺陷、析出物以及其他夹杂物等;其中,矫顽力 Hc 及磁导率 或磁化率 受加工及退火的影响特别明显;Wh 为磁滞损耗 ;We 为涡流损耗 ;Wr 为残留损耗 ;在磁滞回线中,当磁化强度沿回线 DEF GJD变化时, Wh 为磁场所做的功;当对导电性磁性材料施加沟通磁场时,对应磁通量变化,材料中会产生感应涡流,由涡流产生的并以焦耳热的形式损耗的该部分能量即为 We;相对于磁场变化, 当磁化旋转、 畴壁移动以及杂质等引起的非各向同性弹性应变场的变化产生滞后时,会产生磁余效以及共振等;由此引起的损耗即为残留损耗 型损耗;Wr 包括弛豫型损耗和共振在不同的晶体学方向上,存在易磁化方向和难磁化

11、方向的特性称为磁各向异性 ;上述打算于晶体结构的各向异性称为晶体磁各向异性;磁各向异性按其起源的物理机制可以归纳成五类:1、磁晶各向异性:单晶体固有的,其余都是感生的2、外形磁各向异性:反映沿磁体不同方向磁化与磁体几何外形有关的特性;在磁体内,当磁矩取向一样时, 就会在磁体表面产生磁极,形成退磁能; 这种退磁能取决于磁体的几何形3、应力磁各向异性:是反映磁体内的自发磁化强度的方向与应力方向有关的特性;源于下述的磁致伸缩现象(在磁场中铁磁体尺寸、外形发生变化的现象);磁致伸缩也会显示出各向异性; 4、感生磁各向异性(诱导磁各向异性)是通过外部磁场及加工、热处理、晶体生长方式等,使材料产生的磁各向

12、异性,它贯穿在实际磁性材料的整个制造过程中;5、交换磁各向异性:Co 是铁磁性的, CoO 是反铁磁性的,在 Co 和 CoO 接触面(界面)有交换作用,在磁场热处理后引起交换各向异性;硅钢 是碳的质量分数 wC 在 0.02%以下,硅的质量分数 wSi 为 1.5%4.5% 的 Fe 合金,常温下 Si 在 Fe 中的固溶度大约为 15%,但 Fe-Si 系合金随 Si 量的增加加工性变差,因此硅 wSi约为 5%是一般硅钢制品的上限;坡莫合金: 该名称的意思为具有高导磁率的合金,是指成分为FewFe=3%80%-Ni的合金,具有面心立方点阵;工业上有三个主要的Fe-Ni 成分:78%Ni

13、的坡莫合金: 特点:磁致伸缩和磁晶各向异性两条线在该成分邻近都通过零;用于需要最高初始磁导率的场合;65%Ni 的坡莫合金: 特点:对磁场退火显示强的响应同时保持 K10;50%Ni 的坡莫合金: 特点:高磁通密度 Bs=1.6T ,对磁场热处理高的响应性,好的矩形磁滞回线;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 同一周期从左至右,有效核电荷递增,原子半径递减, 对电子的吸引才能渐强,因而电负性值递增; 同族元素从上到下,随着原子半径的增大,元素电负性值递减;过渡元素的电负性值无明显规律;除了 M 型结构以外,磁铅石铁氧

14、体仍有一个相类似的六方结构范畴,通常称为 W、Y 、Z、X 和 U 型等化合物; 六角晶型铁氧体的晶体结构对称性较低,具有较高的晶体磁各向异性;六角晶型铁氧体具有特殊的特性,即依据不同的配方,可出现单轴型各向异性和平面型各向异性; 属于立方晶系的尖晶石型Ni-Zn 铁氧体、 Zn-Cu 铁氧体、 Mn-Zn 铁氧体等 ,由于晶体的对称性高,晶体磁各向异性小,因此其磁特性最软;另总结 :第一章物质的磁性: 物质放入磁场中表现出的不同的磁学特性,称为物质的磁性;磁感应强度: 单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度,以字母 磁矩: 这种成对的 N-S 极所构成的磁学量称为磁矩B 表示,又称磁感应强度磁

15、化强度( 或磁化强度矢量) :单位体积中磁矩的总和为磁化强度或磁化强度矢量 磁化率: X=M/H 磁导率: 表征磁介质磁性的物理量;相对磁导率: 表征磁体磁性、导磁性及磁化难易程度 真空磁导率: 真空中的磁导率又称磁常数 r( 1 B/ 0H 磁畴: 铁磁体由于交换相互作用、超交换相互作用,致使原子磁矩呈平行或反平行排列,这样就可能残留称为自发磁化强度的有效磁化成分磁畴的成因 ,其三维区域称为磁畴高磁导率材料(软磁材料):是指由较低的外部磁场强度就可获得大的磁化强度及高密度磁 通量的材料;磁现象: 与物质磁矩相关联的各种现象称为磁现象;磁偶极矩: 表征磁偶极子磁性强弱与方向的物理量;磁场强度

16、:每 1web 磁极所受磁场力大小;原子磁体 :电子运动不能完全抵消的原子具有磁矩,称其为原子磁体;反铁磁体: 假如相邻原子磁体的磁矩方向反平行,同样会相互抵消,当与永磁体靠近时,反应也很小,称这种物质为反铁磁体;反铁磁性: 单独存在时不显示铁磁性,合物显示出肯定程度的铁磁性但与其他非铁磁性元素或铁磁性元素构成的合金或化超交换作用: 亚铁磁性物体内的磁性离子之间的交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒 介来实现顺磁体: 原子磁体并不是反平行的,但在0K 以上的温度,物质中原子受热振动,磁矩方向呈紊乱状态;温度越高,紊乱程度越大,反应变得更小;铁磁体: 相邻原子磁体的磁矩相互平行,原子磁体耐热振

17、动的才能很强,在肯定温度之下保持平行排列;因此,磁矩不是相互抵消,而是相互加强,从而产生很强的磁性;亚铁磁性体: 相邻原子磁体尽管反平行,如二者磁矩大小不同,也会产生与铁磁性相类似的磁性,称此类物质为亚铁磁性体;一般称作铁氧体的大部分铁系氧化物即属于此;磁性材料: 习惯上统称铁磁性体和亚铁磁性体为磁性材料;磁场: 一般将磁极受到作用力的空间称为磁场磁化: 是指在物质中形成了成对的 N、S 磁极;自发磁化 :由于电子间的静电交换相互作用而引发的磁化;磁偶: 具有磁矩的磁极对称为磁偶名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 原

18、子磁矩: 物质的磁学特性源于核外电子系统或多或少具有的“ 轨道磁矩”和“ 自旋磁矩”,综合二者,并称之为“ 原子磁矩”;磁晶各向异性:磁学特性随材料的晶体学方向不同而异,称为磁晶各向异性;结构敏锐特性: 磁导率和矫顽力相对于晶体缺陷的行为特别敏锐,从而易受加工及热处理的影响,即与材料的制备条件亲密相关,称这样的性质为结构敏锐特性;静磁能(磁场作用能) :铁磁体与磁场间相互作用能量;静磁能的分类:外磁场能: 铁磁体在外磁场中被磁化,铁磁体与外磁场间的相互作用能量;退磁场能: 铁磁体与其自身所产生的退磁场之间的相互作用能;反磁场 Hd :在有限大小的单磁畴磁性体内部,由于存在自发磁化 Ms,其两端

19、显现自由磁极 N,S,同时在其内部产生从 N 极向 S 极的磁场,称此为反磁场 Hd 反磁性: 是指物质中原子磁矩方向与磁场方向相反,磁化率为负值其次章高磁导率材料:指由外部较低的磁场强度就可获得大的磁化强度及高密度磁通量的材料磁余效(磁弛豫) :当在铁磁体中外加磁场时,磁化强度 而发生滞后的现象称为磁余效;弛豫现象: 这类现象统称为弛豫现象;或磁通 不能追随外加磁场的变化软化温度: 对大变形量加工的材料加热退火,在某一温度范畴内,其变形所需要的应力急剧降低,此温度范畴的中间值称为软化温度;铁损: 软磁材料多用于沟通磁场,动态磁化会造成各种模式的能量缺失,必需设法降低;能量缺失通常称为铁损,用

20、W 表示;Wh 为磁滞损耗; We 为涡流损耗; Wr 为残留损耗 软磁铁氧体: 有用化的软磁化合物主要是氧化物磁性体一般称其为软磁铁氧体;矫顽力: 假如磁化反转是通过磁畴壁的移动进行的,就促进畴壁移动的力就是矫顽力 残留损耗 Wr :相对于磁场变化,当磁化旋转、畴壁移动以及杂质等引起的非各向同性弹性 应变场的变化产生滞后时,会产生磁余效以及共振等;由此引起的损耗即为残留损耗 Wr 残留损耗 Wr 包括 弛豫型损耗和共振型损耗;弛豫型损耗: 是由于磁化的旋转及畴壁的移动迟于沟通磁场的变化,能量损耗;从而产生位相差, 引起共振型损耗: 后者是由于在沟通磁场中由铁磁性体内的各向异性磁场等引起,为高

21、磁导率材料中的低频共振;易磁化方向: 称简单磁化的方向为;磁各向异性: 在不同的晶体学方向上,存在易磁化方向和难磁化方向的特性称为磁各向异性;晶体磁各向异性:上述打算于晶体结构的各向异性称为晶体磁各向异性;电离势: 是指使原子失去一个电子所必需吸取的能量;电子亲和势: 是指中性原子获得一个电子成为负离子所释放的能量尖晶石铁氧体: 凡是晶格结构与自然矿石镁铝尖晶石 均称为尖晶石铁氧体;( MgAl2O4 结构相像的磁性氧化物,晶体磁各向异性:打算于晶体结构及微细组织的各向异性称为晶体磁各向异性;外形磁各向异性:打算于外形的各向异性称为外形磁各向异性;诱导磁各向异性:而在外加磁场中成膜,或通过热处

22、理及急冷等过程,人为地使磁化方向指向易磁化方向而获得的各向异性称为诱导磁各向异性;磁致电阻效应 :对金属及半导体施加磁场会引起电阻的变化,这种现象称为磁致电阻效应纵磁致电阻效应:当产生的电流与磁场平行时称为纵磁致电阻效应;横磁致电阻效应:而产生的电流与磁场垂直时称为横磁致电阻效应;湿法各向异性永磁体:为提高各向异性永磁体中的取向性,一般采纳粉末与水混合的浆状原料,称这样制取的永磁体为湿法各向异性永磁体;干法各向异性永磁体:而不加水制取的永磁体称为干法各向异性永磁体;第一章名师归纳总结 1、磁各向异性按其起源的物理机制可以归纳为哪五类?答:(1)磁晶各向异性:单晶体第 6 页,共 11 页固有的

23、,其余都是感生的; (2)外形磁各向异性:反映沿磁体不同方向磁化与磁体几何外形- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 有关的特性;在磁体内,当磁矩取向一样时,就会在磁体表面产生磁极,形成退磁能;这种退磁能取决于磁体的几何外形;(3)应力磁各向异性:是反映磁体内的自发磁化强度的方向与应力方向有关的特性;源于下述的磁致伸缩现象(4)感生磁各向异性:是通过外部磁场及加工、热处理、晶体生长方式等,使材料产生的磁各向异性;详细又可分为:磁场热处理 感生各向异性、弹性形变感生各向异性、生长感生各向异性、辐照感生各向异性;(5)交换磁各向异性: Co 是铁磁性的, CoO

24、 是反铁磁性的,在 场热处理后引起交换各向异性;Co 和 CoO 接触面有交换作用,在磁2、坡莫合金的成分特点是什么?工业上三个主要的 FeNi 成分是什么,各有什么特点?答:(1)其成分为 FewFe=3%80%-Ni 的合金,具有面心立方点阵;(2)工业上有三个主要的 Fe-Ni 成分: 78%Ni 的坡莫合金: 特点: 磁致伸缩和磁晶各向异性两条线在该成分邻近都通过零;用于需要最高初始磁导率的场合;65%Ni 的坡莫合金:特点:对磁场退火显示强的响应同时保持K10;50%Ni 的坡莫合金:特点:高磁通密度Bs=1.6T,对磁场热处理高的响应性,好的矩形磁滞回线;3、区分居里定律和居里-

25、外斯定律?并说明二者适用范畴?答( 1)居里定律是 x=C/T. 适用于顺磁性物质,磁化率一般在 10fu5 到 10fu2 范畴内;( 2)居里 -外斯定律 x=C/T-Tp.其中 Tp 为顺磁居里温度,适用于物质由铁磁性向顺磁性转变的情形;4、说明铁磁性的主要特点 .答:(1)铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和,不但磁化率 Xf0 ,而且数值大到 1010 的 6 次 数量级;(2)磁化强度与磁场强度之间的关系是非线性的复杂函数关系;( 3)反复磁化时显现磁滞现象,物质内部的原子磁矩是按区域自发平行取向的; (4)铁磁性物质有一个磁滞性转变温度-居里温度,以 Tc 表示;(5

26、)铁磁性物质在磁化过程中,表现出磁晶各向异性,磁致伸缩和具有静磁能量现象;5、说明在磁性材料中存在的三中畴壁类型及特点?答:(1)Bloch 畴壁,多见于块体状磁性体中,磁化强度在厚度方向上像竹帘打捻一样实现反转;(2):薄膜中常见的 Nel 畴壁,磁化强度在薄面上发生旋转,最终实现反转;(3):枕木状畴壁,随着薄膜逐步变厚,显现兼有 Bloch 畴壁与 Neel 畴壁特性的第三类畴壁;6.说明直线电流环形电流螺旋管电流产生磁场大小?答:直线电流:H=I/2 环形电流:H=I/2a 螺旋管电流: H=nI 7.区分铁磁居里温度 Tc 亚铁磁居里温度 Tp+ 顺磁居里温度 Tp 奈尔温度 Tn

27、答: TC: 铁磁物质的磁性转变温度 T 当 TTc 转变为顺磁体听从居里-外斯定律 xf=c/T-Tp Tp+: 超过 Tc不听从外斯定律 Tp:TpTc 反铁磁性物质存在相变的 T TTN 顺磁 T=Tn X 为极大值T0 而且数值大 2 磁化强度与磁场强度的关系为非线性复杂函数关系 3 反复磁化时显现磁滞现象 4 铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化 5 铁磁性物质有一个磁性转变温度居里温度 6 磁化过程中表现出磁晶各向异性磁致伸缩和静磁能现象10.轨道角动量冻结的缘由与现象:在晶体场中的3d 过渡金属的磁性离子的原子磁矩仅等于电子自旋磁矩,而电子的轨道磁矩没有奉献此现象称为轨道角动量冻

28、结轨道角动量冻结的物理机制:过渡金属的3d 电子轨道暴露在外面,受晶场的掌握;晶场对电子轨道的作用是库仑相互作用,因而对电子自旋不起作用,随着 3d 电子的轨道能级在晶场作用下分裂,分裂能级不再是角动量的本征态,轨道角动量消逝;名师归纳总结 11.什么是退磁场如何运算退磁因子为什么与磁体外形有关不同外形磁体的退磁因子答:第 7 页,共 11 页在有限大小的单磁畴磁性体内部,由于存在自发磁化Ms,其两端显现自由磁极N,S,同时在其内部产生从N 极向 S 极的磁场,称此为反磁场Hd;该反磁场与自发磁化Ms 方向相反,大小成正比例,比例常数称为反磁场常数为 N (退磁因子) ,就反磁场可表示Hd=-

29、NMs/U0N=1MKS制) HD=-NMsN=4 CGS 制) 对于球体: Na=Nb=Nc=1/3 圆柱体,Na=Nb= 1/2 Nc=0 薄圆板 Na=Nb=0 ,Nc=1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1、命题一:磁及磁现象的根源是电流,或者说,磁及磁现象的根源是电子的运动;2、命题二:全部物质都是磁性体;答:(由于全部原子都具有磁矩,由原子构成的物质都具有磁性,因此, “ 全部物质都是磁性体”;)3、磁性变弱缘由?答:构成原子的电子群的运动方向是不同的;各个电子产生磁矩的方向不同,可能会相互抵消,致使磁矩变小;4、打算原子磁体平行仍是反平

30、行的作用力,用能 ;来源于相邻原子电子轨道重合所产生的交换作5、为什么自由悬挂的磁针受地球两极力的作用,会指向南、北两极?答:这是由于地球本身为一大磁体; 其作用力的大小与磁针的磁极强度相关;与静电库仑定律相像,两个磁极间的磁作用力大小 F(N)与两个磁极的磁极强度 qm1 (Wb) ,qm2 (Wb )成正比,与其间距离 r( m)的平方成反比,并作用在二者的连线上,即6、电子的循轨运动相当于一个恒定的电流回路,必有一个磁矩(轨道磁矩),但自旋也会产生磁矩(自旋磁矩)7、电流形成磁场的基本类型有哪 场;8、磁性分类?及其特点表现?3 种螺旋? 答:即直线电流、环形电流、管电流形成的磁 答:(

31、1)物质的磁性依据其不同的特点,可以分为强磁性和弱磁性;弱磁性仅在具有外磁场的情形下才能表现出来,并随磁场增大而增强;强磁性主要表现为无外加磁场仍存在自发磁化,为使体系能量减小,有限大的物质通常被分为如干个小的区域(磁畴) ,在无外加磁场时,不同磁畴的磁化方向不同,总磁矩为 0,在外磁场下,由于磁畴壁的移动或者磁畴的旋转而表现出很强的磁性;另一个特点是存在居里温度;在居里点以上, 由于热运动较强, 自发磁化消逝; 它是衡量引起自发磁化的微观作用大小的量度;(2)依据磁体的磁化率大小和符号来分为:抗磁性、顺磁性、反铁磁性,铁磁性,亚铁磁性五种,前三种为弱磁性,后两种为强磁性;即使是同一种物质,假

32、如环境条件不同,就会发生由一种类型的磁性转变为另一种类型的磁性;9、磁体分类?答: 1铁磁体:发生剧烈吸引的物质 ;2亚铁磁体:在弱磁场下发生稍微吸引,在强磁场下变为铁磁体 ; 3顺磁体,反铁磁体:发生稍微吸引的物质 ;4 反磁性体:轻微排斥的物质 ; 5 完全反磁性体:剧烈排斥的物质;10、铁磁性物质的特点?答:在外磁场作用下表现出很强的磁化作用依其原子磁矩结构,又可分为两种不同类型 :( 1)完全铁磁性:像Fe,Co,Ni 等,属于本征铁磁性材料; 在某一宏观尺寸大小的范畴内,原子磁矩的方向趋向一样,这种铁磁性称为完全铁磁性( 2)亚铁磁性:大小不同的原子磁矩反平行排列,二者不能完全抵消,

33、相对于外磁场显示出肯定程度的磁化作用,称此种铁磁性为亚铁磁性;11、原子中电子的分布规律?答:一是泡利不相容原理,即是说在已知体系中,同一量子态上不能有多于一个电子;二是能量最小原 理,即体系能量最低 时,体系最稳固; 三是洪德法就;12、轨道角动量冻结?答:在晶体场中的 3d 过渡金属的磁性离子的原子磁矩仅等于电子自旋磁矩,而电子的轨道磁矩没有奉献;此现象称为轨道角动量冻结13、轨道角动量冻结的物理机制?答:过渡金属的 3d 电子轨道暴露在外面,受晶场的掌握;晶场对电子轨道的作用是库仑相互作用,因而对电子自旋不起作用 ,随着 3d 电子的轨道能级在晶场作用下分裂,分裂能级不再是角动量的本征态

34、,轨道角动量消逝;14、合金的磁矩与原子磁矩的不同?答:固溶体内各原子的结合是金属的结合,这意味着原子内的外层电子比较自由,不限制在一个原子内,可以在近邻各原子之间游动;这种电子作自由运动,不过自由电子的磁性很小,在由铁磁性金属组成的合金中,其磁矩是由 3d 电子产生的, 基本上可以认为这种电子是被束缚在一个原子上,用这种方法考虑原子磁矩仍是合理的;但是,仍旧要看到同孤立原子相比,磁矩的大小有差别;15、磁畴的产生的缘由?答:铁磁体由于交换相互作用、超交换相互作用,致使原子磁矩呈平行或反平行排列,这样就可能残留称为自发磁化强度的有效磁化成分;16、反铁磁性物质有那些主要特点?答:(1反铁磁性物

35、质存在一相变温度,叫做奈耳温度,以 TN 表示;当 TTN 时,反铁磁性物质表现出与顺磁性类似的行为;当 T0 H c s其次章 M s2 晶格缺陷与塑性变形对软的材料磁体有何影响?(1)晶格缺陷:由于缺陷引起的磁应变场范畴较宽,因此除空位外,其他缺陷几乎都对软磁体有直接影响,(2)塑性变形:使缺陷增加,应力集中产生织构,不利于磁畴运动,引发材料的加工硬化;3.纯铁及铁合金矫顽力Hc 与平均晶粒直径d 的关系Hc=Hc0+a/d Hc0 为单晶体矫顽力a由物质及结晶组织打算的常数)4.碳质量分数Cu Mn 等金属杂质含量位错内应力对纯铁磁导率矫顽力影响随碳增加磁导率下降矫顽力上升除碳外 Cu

36、Mn 等杂志钉扎磁导率下降矫顽力上升随内应力上升磁导率下降矫顽力上升5.磁导率与矫顽力之间的反比例关系规章6.高磁导率材料有哪些产品类型汽车检测全球定位通信导航电流传感7.纯铁的 A2 A3 A4 分别代表什么 答:A2 磁性转变点 A3 铁向 铁转变温度点 铁向 铁转变温度点8.影响高磁导率材料初始磁导率因素 K 磁各向异性常数 Ms -饱和磁化强度 s内应力ls-饱和磁致伸缩常数 x-表征晶体弹性应变的参数9、软磁材料的基本要求及作用?(1)初始磁导率 、最大磁导率 max 等要高(提高功能效率,灵敏度高) ;(2)剩余磁通密度 Br 要低、饱和磁化强度 Ms 要高(储能高,省资源,便于轻

37、薄短小,可快速响应外磁场极性N-S 极 的反转);(3)矫顽力 Hc要小(提高高频性能);(4)铁损 W 要低(提高功能效率) ;(5)电阻率要高(提高高频性能,削减涡流缺失);(6)磁致伸缩系数要小(降低噪声);(7)磁各向异性系数 K 要低;(8)内应力小10、 工业纯铁特点?及应用?答:(1)特点:碳含量低、矫顽力低、磁导率高、导热性和加工性好、有肯定的耐腐蚀性和价格廉价、电阻率低,不能在沟通磁场中应用;(2)、应用:作金属磁性材料的重要原料、在直流磁场中, 作为恒定磁场中的磁导体;如作磁极和磁屏蔽;11、 在软磁材料制造过程中,为获得正确性能,应留意的一般原就?1晶粒要尽可能大 2杂质

38、要尽可能少 3微观内应力要尽可能低4、位错与畴壁的相互作用,主要有两种模式?的磁致伸缩产生相互作用;非平行原子磁矩会产生作用;答:位错所具有的弹性应变场与畴壁内部 N-S 极,该磁极与磁畴会产生磁相互7、非晶态材料具有下述特点?答:从原子排布结构看,为长程无序、短程有序;不存在位错及晶粒边界;加热具有结晶化倾向;电阻率比晶态材料高;一般说来,机械强度较高且硬度较高;受放射线等辐照时,辐照性能劣化不明显;作为磁性材料,磁导率高,矫顽力低;由于电阻率高,涡流损耗小;非晶态磁性材料具有优良的综合软磁特性;8、晶粒微细化的主要措施有?1利用物理效应非晶态结晶化化;在低基板温度、低沉积速率下成膜;利用离

39、子束帮助沉积;包括通过添加元素 多层2利用化学效应固溶置换式元素 例如, Fe 中添加 Zr,Hf,Nb,Ta 等;固溶间隙式元素 例如,Fe 中添加 C,B,N 等;组合添加上述元素;9、BHmax 的理论值: 以饱和磁极化强度Js为基准,并由此达到的BHmax 的最高值,称为BHmax 的理论值;如矫顽力 HcJ 充分大, BHmax 在数值上等于Js的 1/2 与其对应的磁场强度的乘积,即名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 上式成立的条件是:剩余磁极化强度等于磁极化强度(永磁体内不能有空洞和其他非磁性相存在,而且永磁体的易磁化轴与所加外磁场方向完全一样);矫顽力应满意10、 子磁矩与易磁化轴方向平行的条件是?答:原子磁矩受到的晶体各向异性、外形各向异性以及磁致应变及应力引起的弹性磁各向异性能的总体取最小;11、 高矫顽力材料应具备的条件有?(1)残留磁通密度 Br 要高;Br 是由物质本身打算的固有值(2)矫顽力 Hc 要高;具有肯定值大于反磁场的矫顽力(3)最大磁能积 BHmax要大;因反磁场造成的残留磁通密度的削减要尽量小12、 诱导磁各向异性实现单轴磁各向异性的技术?使铸造组织柱状晶化通过冷加工形成加工纤维组织通过磁场中

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