《稀土磁性材料》课件

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1、稀土磁性材料1一材料磁性能的基本知识1.1磁学基本量磁场强度、磁感应强度和磁导率：磁场强度（Magneticfieldstrength）磁感应强度（Magneticfluxdensity）磁导率（Magneticpermeability）真空磁导率2磁化强度和磁化率磁场强度H：外加磁场的强度（A/m）；磁感应强度B：通过磁场中某点、垂直于磁场方向单位面积的磁力线数（T，特斯拉），它与磁场强度成正比；磁化强度M：单位体积内原子固有磁矩矢量和（A/m）31.2磁性的分类与宏观表现按物质对磁场的反应进行磁性分

2、类4磁性分类及特征5磁性宏观表征①铁磁性物质具有极高的磁化率，磁化易达到饱和的物质。如Fe，Co，Ni，Gd等金属及其合金称为铁磁性物质。铁磁性磁场磁矩的排列与磁性的关系6②亚铁磁性物质如铁氧体(M2+Fe23+O4)等，是一些复杂的金属化合物，比铁磁体更常见。它们相邻原子磁矩反向平行，但彼此的强度不相等，具有高磁化率和居里温度。亚铁磁性磁场磁矩的排列与磁性的关系7③顺磁性物质存在未成对电子→永久磁矩。Pr，MnAl，FeSO4·7H2O，Gd2O3…；在居里温度以上的铁磁性金属Fe,Co,Ni等。居里

3、温度由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度(Tc)。顺磁性磁场磁矩的排列与磁性的关系8④抗磁性物质不存在未成对电子→没有永久磁矩。惰性气体，不含过渡元素的离子晶体，共价化合物和所有的有机化合物，某些金属和非金属。反磁性磁场磁矩的排列与磁性的关系9⑤反铁磁性物质FeO，FeF3，NiF3，NiO，MnO，各种锰盐以及部分铁氧体ZnFe2O4等，它们相邻原子的磁矩反向平行，而且彼此的强度相等，没有磁性。反铁磁性磁场磁矩的排列与磁性的关系101.3铁磁性的的宏观表征（1）磁化曲线1）在微弱的磁场

4、中，B和M均随H的增大而缓慢上升。M与H之间近似呈线性关系，并且磁化是可逆的；2）随H继续增大，B和M急剧升高，磁导率μ增大的非常快，并且出现极大值μm；3）随H继续增大，B和M增加趋势变缓，μ减小并趋于μ0。当H达到Hs时，M达到饱和值Ms，而B（=H+M）仍然继续升高。11（2）磁滞回线剩余磁感应强度（Br）矫顽力（Hc）磁滞损耗最大磁能积12A.饱和磁化强度MS是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高越好，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到上限值越高。B.居里温度TC强铁磁体由铁磁

5、性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点（Tc）。居里点高的材料好，居里点高标志着永磁材料的使用温度也高。13C.各向异性场HA（或Hk）材料在某一方向的磁晶各向异性性能最低，称为易磁化方向。磁晶各向异性性能最高方向，称为难磁化方向。D.剩磁Br铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的Mr或Br简称为剩磁。Mr称为剩余磁化强度，Br称为剩余磁感应强度。其值也要求大，约为Br﹥10-1T（特斯拉）14E.磁能积(BH)m最大磁能积[(BH)max]或简写为[(BH)m]是退磁曲线上磁

6、感应强度Br和磁场强度H乘积的最大值，此值越大，说明单位体积内储存的磁能越大，材料的性能就越好。F.矫顽力铁磁体磁化到饱和以后，使它的的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力Hc。它表征材料抵抗退磁作用的本领，Hc值要大，一般为Hc﹥103A/m151.4磁性材料中磁畴的结构磁畴：磁性材料内部的一个个小区域，小区域包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。16磁畴示意图a、软磁材料条形畴；b、树枝

7、状畴；c、薄膜材料中可以见到的磁畴17磁畴壁示意图18宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。191.5磁性材料的性能——软磁与硬磁硬磁材料（永磁体）特征：在无外磁场下保持高的磁化强度。性能：高的Bs、Br、Hs、Hc。应用：电表、电机、电话机、录音机、收音机、拾音器等。材料：马氏体时效钢铸造铝镍、铝镍钴磁钢氧化物铁氧

8、体稀土钴、钕铁硼软磁材料（变压器铁芯）特征：易磁化、易消磁。性能：低的Bs、Br、Hs、Hc；高的μ。应用：制造磁导体，增加磁路磁通量，降低磁阻。如：变压器、继电器、感应圈等铁芯；电机转子、定子；磁路的连接、磁屏、开关、存储元件元件、。材料：工业纯铁、硅钢坡莫（Fe-Ni）合金软磁铁氧体20几种主要磁性材料的退磁曲线211.6磁性材料分类（1）按化学组成分类金属磁性材料、非金属(铁氧体)磁性材料（2）按磁化率大小分类顺磁性、反磁性、铁磁性、