【正文】 ? 概述 ? 永磁材料的理論基礎(chǔ) ? 金屬永磁材料 ? 鐵氧體永磁材料 第三章 永磁材料 概述 ?應(yīng)用：精密的儀器儀表；電訊、電聲器件；工業(yè)設(shè)備；控制器件；其它器件。 ?作用原理 利用永磁材料在給定的空間產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)強(qiáng)度； 利用永磁合金的磁滯特性產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)矩，使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 ?特點(diǎn) 充磁后，去掉外磁場(chǎng)后仍可保留磁性。 167。 永磁材料分類及特性要求 167。 永磁材料的矯頑力機(jī)理 167。 提高永磁特性的措施 永磁材料理論基礎(chǔ) 167。 永磁材料的分類與特性要求 1. 什么是永磁材料？ 2. 常見的磁滯回線是什么樣子？ 3. 分類 4. 特性要求 常見的磁滯回線是什么樣子？ 所謂永磁材料，是指材料被外磁場(chǎng)磁化以后，去掉磁場(chǎng)仍保持著較強(qiáng)的剩磁的磁性材料。 1. 什么是永磁材料？ 永磁材料可分為： 金屬永磁材料和鐵氧體永磁材料兩大類； 金屬永磁材料按不同的分類方法可分許多類。 按成分分： ?碳鋼、鋁鋁鎳鈷、合金稀土合金 按工藝分： ?鑄造型燒結(jié)型粘結(jié)型 按高矯頑力機(jī)理分： ?單疇型、成核型、釘扎型、高應(yīng)力型； 3 永磁材料分類 永磁體的特性要求 永磁體的特性要求 （ 1）、對(duì)永磁特性參數(shù)的要求 – 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度高 – 矯頑力 HCJ和 HCB高 – （ BH） max要大 – 曲線的退磁凸出系數(shù)趨于 γ→1 ， γ=（ BH） m/(BrHc)； – 穩(wěn)定性好。溫度穩(wěn)定性、磁場(chǎng)穩(wěn)定性、時(shí)間穩(wěn)定性 （ 2）、將永磁體選用在最佳工作點(diǎn)，即最大磁能 積點(diǎn) 附近。 （ 3）、經(jīng)濟(jì)性好 材料 Br (T) BHc (kAm1) MHc (kAm1) (BH)max (kJm3) ?Br (20~100?C) d (gcm3) Tc (?C) 工作溫度 (?C) Nd15Fe77B8 312 80 Sm2Co17 820 350 SmCo5 740 250 SrFe12O19 450 100 AlNiCo 800 500 FeCrCo 850 520 部分永磁材料的性能 167。 永磁材料矯頑力機(jī)理 ? 磁化機(jī)理：不可逆壁移、 磁疇內(nèi)磁化矢量的不可逆轉(zhuǎn)動(dòng)； ? 矯頑力 Hc的定義 BHc：使磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0所需的磁場(chǎng)值； MHc：使磁感應(yīng)強(qiáng)度 M=0所需的磁場(chǎng)值； 單疇型永磁材料的矯頑力 磁晶各向異性能決定的矯頑力 形狀各向異性能決定的矯頑力 成核型永磁材料的矯頑力 釘扎型永磁材料的矯頑力 點(diǎn)缺陷釘扎的矯頑力 面缺陷釘扎的矯頑力 (1) 單軸晶體材料的矯頑力（ RCo R2Co17等六角晶系） a 對(duì)于單疇顆粒： （當(dāng) θ=180176。 ） （當(dāng) θ=135176。 ） 式中 為單疇晶系的磁晶各向異性常數(shù)； θ為磁場(chǎng)與易磁化疇間的夾角。 b 對(duì)單疇集合體（當(dāng)不考慮粒子之間的相互作用）： （各向異性） （各向同性） SuCJ MK0???SuCJ MK02???單疇型永磁材料的矯頑力 磁晶各向異性能決定的矯頑力 uKSuCJ MK0 ???SuCJ MK02???(2) 立方晶體材料的矯頑力：（如 AlNiCo、 FeCrCo等） a 對(duì)于單疇顆粒： b 對(duì)單疇集合體（當(dāng)不考慮粒子之間的相互作用）： ( K1 0,各向同性） )180,0(,2 101 ????? ?? KMKSCJ)180,0(,34 101 ??????? ?? KMKSCJSCJ MK0???(1)單疇顆粒： 橢圓形單疇， 時(shí)： 式中 Nd 為橢圓球短軸 d 方向的退磁因子； Nl為橢球長(zhǎng)軸 l 方向的退磁因子。 （ 2）單疇集合體（當(dāng)不考慮粒子間的相互作用） （各向異性） （各向同性） 當(dāng)考慮粒子間相互作用時(shí)： （各向異性） （各向同性） 單疇型永磁材料的矯頑力 形狀各向異性能決定的矯頑力 dl? ? ? )180(, ???????? ?SldCJ? ? )1 3 5(, ???????? ?SldCJ? ?? ? SldCJ ???????? 1? ?? ? SldCJ ???????? ? ?? ? SldCJ ???????? 1? ?? ? SldCJ ???????? 成核型永磁材料的矯頑力 磁化時(shí)會(huì)形成反磁化核，并長(zhǎng)大成反磁化疇，出現(xiàn)疇壁，當(dāng)?shù)拇呕瘓?chǎng)達(dá)到臨界場(chǎng)時(shí)疇壁迅速移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)磁化 式中， ——臨界場(chǎng)平均值； γ ——疇壁能（密度）； d0 ——臨界短軸長(zhǎng)。 （ d＞ d0 時(shí)，反磁化核才能從長(zhǎng)軸和短軸方向長(zhǎng)大）。 000185dSSCJ ???????? ???0?釘扎型永磁材料的矯頑力 疇壁釘扎： 是指在材料反磁化過程中，當(dāng)反向磁場(chǎng)低于某一釘扎場(chǎng) Hp時(shí)，疇壁基本上固定不動(dòng)。只有當(dāng)反向磁場(chǎng)超過釘扎場(chǎng) Hp時(shí)，疇壁才能掙脫束縛，開始發(fā)生不可逆位移。 點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、晶界、堆垛、層錯(cuò)等有關(guān)的局域性交換作用和局域性各向異性起伏等都可以是疇壁釘扎點(diǎn)的重要來源 釘扎型永磁材料的矯頑力 （ 1）點(diǎn)缺陷釘扎的矯頑力 式中， ρ——點(diǎn)缺陷密度； E0 ——E（ y） 的常數(shù)；