第二章材料的磁學(xué)-文庫吧資料
2024-10-13 15:24本頁面
【正文】 物體變成鐵磁性或亞鐵磁性。 4. 鐵磁性理論 鐵 磁性 對(duì)于所有的磁性材料來說，并不是在任何溫度下都具有磁性。 鐵磁性材所能達(dá)到的最大磁化強(qiáng)度叫做飽和磁化強(qiáng)度，用 Ms表示。 比值在 ～ ，如鐵、鈷、鎳等有形成磁疇的傾向，是鐵磁性材料。B,BB ?mr , ?? B?CTCTT ?Fe KT C 1 0 4 0?Ni KTC 631?: ， : 材料是否具有鐵磁性取決于 兩個(gè)因素： (1) 原子是否具有由未成對(duì)電子，即自旋磁矩貢獻(xiàn)的凈磁矩 (本征磁矩 ) (2) 原子在晶格中的排列方式 167。 167。 μJ=Ms （飽和磁化強(qiáng)度） 郎之萬最早從理論上推導(dǎo)出居里定律，他開創(chuàng)了從微觀出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)方法研究物質(zhì)磁性的道路。 kT，即 α 187。 167。 1 式中 C為居里常數(shù)， 順磁材料的居里定律： HTCHTkNMBJ ???32?BJkNC32???TCTkNBJ ???32??167。 μJ 167。 167。 2. 物質(zhì)的各類磁性 亞鐵磁性 167。 167。 2. 物質(zhì)的各類磁性 反鐵磁性 亞鐵磁性在宏觀性能上與鐵磁性類似，區(qū)別在于亞鐵磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度比鐵磁性的低。反鐵磁性物質(zhì)有某些金屬如 Mn， Cr等，某些陶瓷如 MnO，NiO等以及某些鐵氧體如 ZnFe2O4等。 Transitional metal Unfilled d, f Orbitals Lead to Large Magic Moments! 167。 鐵、鈷、鎳金屬在室溫下具有自發(fā)磁化的傾向（交換作用）。 2. 物質(zhì)的各類磁性 鐵磁性 鐵、鈷、鎳等過渡元素都具有未成對(duì)的 3d電子。 ? 過渡金屬鐵、鈷、鎳和某些稀土金屬如釓、釔、釤、銪 ? 等都具有鐵磁性。 二、特征： ? 有些磁性材料在外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生很強(qiáng)的磁化強(qiáng)度。 抗磁體和順磁體對(duì)于磁性材料應(yīng)用來說都視為無磁性。 2. 物質(zhì)的各類磁性 順磁性 在此材料中，原子磁矩沿外磁場(chǎng)方向排列，磁場(chǎng)強(qiáng)度獲得增強(qiáng)，磁化強(qiáng)度為正值，相對(duì)磁導(dǎo)率 μr ＞ 1，磁化率為正值。 167。因?yàn)樗苋?，只有?dāng)其它類型的磁性完全消失時(shí)才能被觀察。抗磁體的磁化率 χ約為 105數(shù)量級(jí)。 相對(duì)磁導(dǎo)率 μr ＜ 1，磁化率 χ ＜ 0（為負(fù)值）。 2. 物質(zhì)的各類磁性 抗磁性 一、定義： 167。 原子的本征磁矩為零，外磁場(chǎng)作用使電子的軌道運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化而引起的。 2. 物質(zhì)的各類磁性 由于外磁場(chǎng)使電子的軌道運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化而引起的，方向與外磁場(chǎng)相反的一種磁性。 1. 材料的磁性概述 1. 抗磁性： 沒有固有原子磁矩 2. 順磁性： 有固有磁矩，沒有相互作用 3. 鐵磁性： 有固有磁矩，直接交換相互作用 4. 反鐵磁性： 有磁矩，直接交換相互作用 5. 亞鐵磁性： 有磁矩，間接交換相互作用 6. 自旋玻璃和混磁性： 有磁矩， RKKY相互作用 7. 超順磁性： 磁性顆粒的磁晶各向異性與熱激發(fā)的競(jìng)爭(zhēng) ? 每一種材料至少表現(xiàn)出其中一種磁性，這取決于材料的成分和結(jié)構(gòu)。 電子對(duì)的軌道磁矩相互對(duì)消，自旋磁矩也可能相互對(duì)消，所以當(dāng) 原子 電子層 或次 層 完全填滿：磁矩 為 零如 He, Ne, Ar以及某些 離子 材料 。 1. 材料的磁性概述 磁性的起源 四、 原子磁矩 ： 為原子中 各 電子 磁矩 總 和 原子中每個(gè)電子都可以看作是一個(gè)小磁體，具有永久的軌道磁矩和自旋磁矩。 1. 材料的磁性概述 磁性的起源 最基本磁矩： Bohr磁子（ magon） μ B 原子中每個(gè)電子的自旋 磁矩 為 ： 177。 自旋磁矩 每個(gè)電子本身有自旋運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)沿自旋軸方向的磁矩，即自旋磁矩。 1. 材料的磁性概述 磁性的起源 一、磁矩 磁源于電：環(huán)形電流周圍的磁場(chǎng)，符合右螺旋法則，其磁矩定義為： m – 載流線圈的磁矩 I 載流線圈通過的電流 S 載流線圈的面積 n 載流線圈平面的法線方向上的單位矢量 I S nm ?167。 167。 1. 材料的磁性概述 磁性的基本概念 五、磁化強(qiáng)度 M 定義： 在外磁場(chǎng) H的作用下，材料中因磁矩沿外場(chǎng)方向排列而使磁場(chǎng)強(qiáng)化的量度，其值等于單位體積材料中感應(yīng)的磁矩大小。 μ r ? 定義： 材料的磁導(dǎo)率 μ與真空磁導(dǎo)率 μ0之比。 1. 材料的磁性概述 磁性的基本概念 3. 在工程中磁導(dǎo)率分為： 有效磁導(dǎo)率、永久磁導(dǎo)率、表觀磁導(dǎo)率、振幅磁導(dǎo)率、可逆磁導(dǎo)率、切變磁導(dǎo)率、脈沖磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率等 ： 表示材料在單位磁場(chǎng)強(qiáng)度的外磁場(chǎng)作用下，材料內(nèi)部的磁通量密度。i ④ 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率 181。 /181。 ② 相對(duì)磁導(dǎo)率 181。 167。 1. 材料的磁性概述 磁性的基本概念 ? 除了 SI單位制以外，還有一種高斯（ Gauss）單位制，當(dāng)使用高斯單位制時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式為 ? 這里， B的單位為高斯 G，磁場(chǎng)強(qiáng)度 H的單位為奧斯特 Oe。 ? μ的單位為 H/m。 HB 00 ??167。
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