第二章材料的磁學(xué)(參考版)
2024-10-11 15:24本頁(yè)面
【正文】 4. 鐵磁性理論 鐵 磁材料分類 。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁材料分類 167。 ?? 最普通的六方鐵氧體：PbFe12O19和 BaFe12O19 石榴石型鐵氧體的結(jié)構(gòu) ?? 屬立方晶系 ?? 化學(xué)一般式可寫為 M3Fe5O12，其中 M代表稀土離子，如：衫、銪、釓或釔等。 可作磁性記憶元件 167。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁材料分類 BHo(3) 非金屬氧化物 鐵氧體 鐵氧體是含鐵酸鹽的陶瓷氧化物磁性材料，一般呈現(xiàn)出亞鐵磁性。 167。 一類是鈷基稀土永磁材料，主要代表是 SmCo5燒結(jié)永磁體和Sm2Co17多相沉淀硬化永磁材料。 鋁鎳鈷合金硬磁材料 六方鐵氧體硬磁材料 稀土永磁材料 一類是釹鐵硼 (NdFeB)系合金，是目前工業(yè)用硬磁材料最大磁能積最高者。 BHo167。 主要特點(diǎn) 具有較大的矯頑力，典型值 Hc＝ 104～ 106A/m； 磁滯回線較粗，具有較高的最大磁能積 (BH)max； 剩磁很大； 這種材料充磁后不易退磁，適合做永久磁鐵。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁材料分類 167。為了盡量減少后一種能量損失，要求磁性材料的電阻率較高，因此常用固溶體合金（如鐵硅、鐵 鎳合金）和陶瓷鐵氧體作軟磁材料。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁材料分類 軟磁材料主要應(yīng)用 制造磁導(dǎo)體，變壓器、繼電器的磁芯 (鐵芯 )、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子、磁路中的連接元件、磁極頭、磁屏蔽材料、感應(yīng)圈鐵芯、電子計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)元件和存儲(chǔ)元件等。 由于軟磁材料磁滯損耗小，適合用在交變磁場(chǎng)中，如變壓器鐵芯、繼電器、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、定子都是用軟件磁性材料制成。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化機(jī)制 167。 (4)加交變衰減的磁場(chǎng) ： 使介質(zhì)中的磁場(chǎng)逐漸衰減為 0 ，應(yīng)用在錄音機(jī)中的交流抹音磁頭中。如敲擊永久磁鐵會(huì)使磁鐵磁性減小。 C 30%的坡莫合金居里溫度 Tc = 70oC 原因： 由于加熱使磁介質(zhì)中的分子、原子的振動(dòng)加劇，提供了磁疇轉(zhuǎn)向的能量，使鐵磁質(zhì)失去磁性。當(dāng)溫度低于 tc 時(shí)，又由順磁質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁質(zhì)。 三、磁化程度 167。也可以在將材料磁化到任何一點(diǎn)時(shí)開(kāi)始改變外磁場(chǎng)的方向，產(chǎn)生其它形式的滋滯回線，如右圖中的封閉曲線 LM。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化機(jī)制 二、磁滯損耗與最大磁能積 磁化，未必一定要磁化到飽和后才改變外磁場(chǎng)方向。 最大的磁能積 ? (BH)max ? 它是磁滯回線在第二象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度乘積的最大值。 167。 H B o a b c d 起始磁化曲線 飽和磁化強(qiáng)度 MS等于每個(gè)磁疇中原來(lái)的磁化強(qiáng)度，該值很大，這就是鐵磁質(zhì)磁性 ?r大的原因。 167。 Bo 磁疇： 鐵磁質(zhì)中由于原子的強(qiáng)烈作用，在鐵磁質(zhì)中形成磁場(chǎng)很強(qiáng)的小區(qū)域 ——磁疇。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化曲線 167。 H?r? B的變化落后于 H，從而具有剩磁，即磁滯效應(yīng)。 磁化曲線形成一條磁滯回線。 Hc Br Hc 當(dāng)外磁場(chǎng)為 0 時(shí)，介質(zhì)中的磁場(chǎng)并不為 0，有一剩磁 Br。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化曲線 三、磁滯回線 167。 M(B)的變化并不是按磁化曲線的原路程退回，而是按另一條曲線變化。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化曲線 樣品磁化到飽和點(diǎn)之后，慢慢地減小 H，則M也減小。i 初（起）始磁導(dǎo)率是磁性材料的重要性能指標(biāo)之一 167。 H增加，磁域界移 動(dòng) ，磁域逐 漸改 變 ，磁矩方向 轉(zhuǎn) 向， 漸與 磁 場(chǎng)平行， 單 一磁域（ 飽 和磁化） 167。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁體的磁化曲線 一、磁化曲線的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 O H?O HBO HM曲線HM ? 曲線HB ? 曲線H??167。 用安培定理得 H。 RNIH?2?實(shí)驗(yàn)測(cè)量 B,如用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 測(cè)量或用小線圈在縫口處測(cè)量； Hr ~?HBr o?? ?由 得出 曲線。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁性 ： 環(huán)形螺繞環(huán) 。 在一塊不經(jīng)外磁場(chǎng)磁化的樣品中、磁疇的取向是無(wú)序的，故磁疇的向量之和為零，因此，整塊磁體對(duì)外不顯示磁性。 167。 實(shí)際上，疇壁由很多層原子組成。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁性 既然磁疇內(nèi)部的磁矩排列是整齊的，那么在磁疇壁處原子磁矩又是怎樣排列的呢？ 在疇壁的一側(cè)，原子磁矩指向某個(gè)方向，假設(shè)在疇壁的另一側(cè)原子磁矩方向相反。 相鄰磁疇之間的界線叫 磁疇壁 磁疇壁 是一個(gè)有一定厚度的過(guò)渡層，在過(guò)渡層中磁矩方向逐漸改變。 三、磁疇 任何鐵磁體和亞鐵磁體，在溫度低于居里溫度 Tc時(shí)，都是由磁疇 組成的。 也就是說(shuō)磁性材料在正常情況下并不對(duì)外顯示磁性。 各個(gè)磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁性 167。當(dāng)溫度到達(dá)大約 105度時(shí)，由于被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對(duì)它失去了吸力，這時(shí)磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會(huì)把它們分開(kāi)，同時(shí)帶動(dòng)電源開(kāi)關(guān)被斷開(kāi)，停止加熱。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居里點(diǎn)為 105度的磁性材料。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁性 鐵磁體的居里溫度 應(yīng)用實(shí)例 利用這個(gè)特點(diǎn)，人們開(kāi)發(fā)出了很多控制元件。在此溫度以下，原子磁矩排列整齊，產(chǎn)生自發(fā)磁化，
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