材料物理fppt課件(已修改)
2025-05-11 02:12 本頁面
【正文】 MSE 2022 Fall 01z8109Bi Rev. for class ? 磁性體中的自由能 退磁場、磁致伸縮與磁彈性能 ? 自發(fā)磁化理論與交換作用能 ? 溫度對磁性的影響 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 自發(fā)磁化理論 原子之間相互接近形成分子時 ， 電子云相互重疊 ， 產(chǎn)生相互作用 。 對于過渡族元素 ， 原子的 3d 狀態(tài)與 s 態(tài)能量相差不大 。 它們的電子云相互重疊 ， 使 s、 d 態(tài)電子再分配 ， 這種作用便產(chǎn)生一種交換能 Eex。 由量子力學(xué)得到 22 c osexEA ???? A：交換積分常數(shù) θ ：相鄰原子磁矩夾角 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 交換積分常數(shù) A 0 ： 相鄰原子磁矩排列相同，從而實現(xiàn)自發(fā)磁化； A＝ 0 ： 相鄰原子磁矩排列紊亂，為順磁； A 0： 相鄰原子磁矩反向排列。 22 c osexEA ????MSE 2022 Fall 01z8109Bi 反鐵磁性與亞鐵磁性 交換積分常數(shù) A＜ 0 時，原子磁矩取反向平行排列能量最低。 ? 相鄰原子磁矩相等時，原子磁矩相互抵消，自發(fā)磁化強(qiáng)度為零，稱為反鐵磁性。 ? 物質(zhì)由磁矩大小不同的兩種離子(或原子 )組成，二者之差表現(xiàn)為宏觀磁矩，稱為 亞鐵磁性。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 反鐵磁性 ?磁化率與溫度的關(guān)系曲線上存在最大值，稱為奈耳溫度； ?當(dāng)溫度趨于 0K 時， χ 趨于定值。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 亞鐵磁性 亞鐵磁性物質(zhì) 由磁矩大小不同的兩種離子 (或原子 ) 組成 ， 相同磁性的離子磁矩同向平行排列 ， 而不同磁性的離子磁矩是反向平行排列 。 由于兩種離子的磁矩不相等 ， 反向平行的磁矩就不能恰好抵消 ， 二者之差表現(xiàn)為宏觀磁矩 。 具有亞鐵磁性的物質(zhì)絕大部分是金屬的氧化物 。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 磁性材料的自發(fā)磁化和技術(shù)磁化 鐵磁性與順磁性為什么不一樣 ？ 外斯假說：鐵磁體內(nèi)部存在很強(qiáng)的 “ 分子場 ”在 “ 分子場 ” 的作用下 ， 原子磁矩趨于同向平行排列 ， 即自發(fā)磁化至飽和稱為 自發(fā)磁化 。 為什么許多鐵磁體對外不顯示磁性 ？ 鐵磁體自發(fā)磁化分成若干個小區(qū)域 ， 這種自發(fā)磁化至飽和的小區(qū)域稱為 磁疇 ， 由于各個磁疇的磁化方向各不相同 。 磁性彼此相互抵消 ， 導(dǎo)致鐵磁體對外不顯示磁性 。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 磁疇 鐵磁體與亞鐵磁體均有自發(fā)磁化，為什么大塊磁鐵對外不顯示磁性？ 自發(fā)磁化是以小區(qū)域磁疇存在的，各磁疇的磁化方向不同。 外斯假說 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 磁疇的形成 磁性體中自由能的影響 交換能傾向于產(chǎn)生單疇結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生單疇之后，其端面處產(chǎn)生磁極，從而增加退磁場能。 交換能與退磁場能兩個不同的競爭機(jī)制，使單疇分割成小磁疇。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 磁疇的形成 (續(xù) ) 組織不均勻性的影響 一般不均勻性不僅導(dǎo)致進(jìn)一步分疇，且疇壁切割不均勻區(qū)域，這是因為 夾雜物、應(yīng)力、空洞 ? 夾雜處磁通的連續(xù)性遭到破壞，出現(xiàn)磁極和退磁場能。為減少退磁場能，往往在夾雜物附近出現(xiàn)附加疇，即 分疇現(xiàn)象。 ? 新的疇壁切割不均勻區(qū)域，可以降低疇壁的有效面積。 MSE 2022 Fall 01z8109Bi 磁疇壁的特征
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