材料物理性能測(cè)試思考題答案-資料下載頁(yè)
2025-08-05 08:24本頁(yè)面
【正文】 溫磁化時(shí)沿應(yīng)伸長(zhǎng)(在正磁致伸縮情況下)的方向預(yù)先伸長(zhǎng)，這樣經(jīng)過磁場(chǎng)中退火的樣品，其磁致伸縮將不妨礙磁化，樣品的磁化將變得更加容易，從而在該方向會(huì)有高的磁導(dǎo)率。鐵磁性物質(zhì)中的相互作用能有哪些？各有什么特點(diǎn)？其中哪種能量最大？鐵磁性物質(zhì)中的相互作用能有：磁晶各向異性能、磁彈性能、交換作用能、退磁能。磁晶各向異性能是指沿不同晶軸方向的能量差。其特點(diǎn)是在易磁化軸上，磁晶各向異性能最小。物體在磁化時(shí)要伸長(zhǎng)(或收縮)，如果受到限制，不能伸長(zhǎng)(或縮短)，則在物體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力(或拉應(yīng)力)，物體內(nèi)部將產(chǎn)生的磁彈性能。其特點(diǎn)是物體內(nèi)部缺陷、雜質(zhì)等都可能增加其磁彈性能。交換作用能是指近鄰原子間靜電相互作用能，其特點(diǎn)是各向同性，比其它各項(xiàng)磁自由能大102～104數(shù)量級(jí)。它使強(qiáng)磁性物質(zhì)相鄰原子磁矩有序排列，即自發(fā)磁化。而其它各項(xiàng)磁自由能退磁能是指退磁場(chǎng)與鐵磁體的相互作用能。其特點(diǎn)是退磁能與材料的退磁因子N，磁化強(qiáng)度M的平方成正比。N值、M2越大，退磁能越大?？偟膩碚f，磁晶各向異性能、磁彈性能、退磁能不改變其自發(fā)磁化的本質(zhì)，而僅改變其磁疇結(jié)構(gòu)。其中，交換作用能的能量最大。物質(zhì)抗磁性產(chǎn)生的本源是什么？ 為什么任何物質(zhì)在磁場(chǎng)中都產(chǎn)生抗磁性？理論研究證明, 抗磁性來源于電子軌道運(yùn)動(dòng), 故可以說任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下均應(yīng)有抗磁性效應(yīng)。但只有原子的電子殼層完全填滿了電子的物質(zhì), 抗磁性才能表現(xiàn)出來, 否則抗磁性就被別的磁性掩蓋了。無外H的時(shí)候：電子殼層已填滿的原子總磁矩為0。有外H作用時(shí)：即使總磁矩為0的原子，也會(huì)產(chǎn)生磁矩。不管循軌運(yùn)動(dòng)的方向是繞H軸向順時(shí)針還是逆時(shí)針，電子的循軌運(yùn)動(dòng)在外H作用下都會(huì)產(chǎn)生抗磁矩,即產(chǎn)生的附加磁矩總是與外H方向相反，這就是物質(zhì)產(chǎn)生抗磁性的原因。物質(zhì)順磁性產(chǎn)生的本源是什么？ 物質(zhì)的順磁性是如何產(chǎn)生的？物質(zhì)順磁性產(chǎn)生的本源是：原子(離子)的固有磁矩。無外H的時(shí)候：由于熱運(yùn)動(dòng)的影響，固有磁矩的取向?yàn)闊o序的，宏觀上無磁性。外H作用下：固有磁矩與H作用，有較高的靜磁能，為降低靜磁能，固有磁矩改變與H的夾角，趨于排向外H方向，表現(xiàn)為正向磁化。在常溫和H不是很高的情況下，M與H成正比，磁化要克服熱運(yùn)動(dòng)的干擾，磁矩難以有序排列，故順磁化進(jìn)行十分困難，磁化率較小。鐵磁性材料為什么會(huì)形成一定形狀和大小的磁疇？為了最大限度地減小退磁能，磁疇必須形成三角疇的封閉結(jié)構(gòu)，即呈封閉磁路，這樣可使退磁能等于零。當(dāng)鐵磁晶體形成磁疇時(shí)，雖然降低了退磁場(chǎng)能，但增加了疇壁能。對(duì)大塊晶粒來說，后者比前者要小很多，因此分疇在能量上是有利的。影響磁疇壁遷移的因素有哪些？如何影響？(1)鐵磁材料中的夾雜物、第二相、空隙的數(shù)量及其分布。(2)內(nèi)應(yīng)力起伏大小和分布，起伏越大、分布越不均勻，對(duì)磁疇壁的遷移阻力越大。為提高材料磁導(dǎo)率，就必須減少夾雜物的數(shù)量，減少內(nèi)應(yīng)力。(3)磁晶各向異性能的大小，因?yàn)楸谝茖?shí)質(zhì)上是原子磁矩的轉(zhuǎn)動(dòng)，它必然要通過難磁化方向，故降低磁晶各向異性能也可提高磁導(dǎo)率。(4)磁致伸縮性能和磁彈性能也影響較小壁移過程，因?yàn)楸谝埔矔?huì)引起材料某一方向的伸長(zhǎng), 另一方向則要縮短, 故要增加磁導(dǎo)率, 應(yīng)使材料具有較小的磁致伸縮和磁彈性能。鐵磁性材料的技術(shù)磁化機(jī)制。分別用應(yīng)力理論和雜質(zhì)理論解釋鐵磁性材料技術(shù)磁化過程。有人建議：銀有良好的導(dǎo)電性而且能夠在鋁中固溶一定的數(shù)量，因此可用銀使鋁固溶強(qiáng)化，以供高壓輸電線使用。請(qǐng)?jiān)斒觯?a)這個(gè)意見是否基本正確；(b)能否提夠另一種達(dá)到上述目的的方法；(c)闡述你所提供方案的優(yōu)越性。(a)不正確。因?yàn)樾纬晒倘荏w時(shí)，導(dǎo)電性能降低，即使是在低導(dǎo)電性的金屬中溶入高導(dǎo)電性的金屬溶質(zhì)也是如此。Ag價(jià)格昂貴，不宜用與高壓輸電線。(b)使用鋁包鋼芯鋁絞線。絞制是為了增大整體絞線的柔軟性，與鋼芯共絞是為增大絞線的整體強(qiáng)度。(c)鋁包鋼芯鋁絞線是由鋁包鋼絲?做加強(qiáng)芯和硬鋁線絞合組成的架空導(dǎo)線。鋁包鋼芯鋁絞線和普通鋼芯鋁絞線相比，絞線重量輕5%，載流量提高2～3%，弧垂減小1～2%，電力損耗減少4～6%，且防腐性能好、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、架設(shè)和維護(hù)方便、傳輸容量大。它可廣泛適用于各種電壓等級(jí)的輸電線路和要求增大鋁鋼截面比的輸電線路，還可用于沿海地區(qū)、鹽堿灘和三、四級(jí)工業(yè)污染區(qū)輸電線路。具體地來說，方案的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)鋁包鋼線尺寸和性能可調(diào)節(jié)范圍大(產(chǎn)品尺寸范圍 mm～10 mm,產(chǎn)品強(qiáng)度范圍50MPa～1400 MPa)，鋁層與線材截面積之比的調(diào)節(jié)范圍可達(dá)13%～85%，電導(dǎo)率范圍為14%～55%IACS。(2)表面的鋁層提供了優(yōu)良的耐腐蝕性。(3)鋁鋼間的結(jié)合強(qiáng)度好。(4)密度低于鍍鋅鋼線和鍍鋁鋼線。(5)用做輸電線時(shí),具有極好的耐熱性。(6)導(dǎo)線的斷面可制成復(fù)雜的形狀。7
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