功能金属材料磁性材料

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1、磁性材料磁性功能材料——磁性材料指那些有实际工程意义具有较强磁性的材料。是最古老的功能材料。公元前几世纪人类就发现自然界中存在天然磁体，磁性(Magnetism)一词就因盛产天然磁石的Magnesia地区而得名。早期的磁性材料主要是软铁、硅钢片、铁氧体等。二十世纪六十年代起，非晶态软磁材料、纳米晶软磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相继出现。磁性材料广泛应用于计算机及声像记录用大容量存储装置如磁盘、磁带，电工产品如变压器、电机，以及通讯、无线电、电器和各种电子装置中，是电子和电工工业、机械行业和日常生活中不可缺少的材料之一，第三章磁性

2、材料第一节材料的磁性第二节软磁材料及其应用基本要求第三节硬磁材料及其应用第四节磁记录材料及其应用主要内容理解磁性的起因及其参量理解磁性的分类及铁磁物质的特性掌握软磁材料、硬磁材料磁记录材料的特点及其应用。第一节材料的磁性磁性材料一、磁性的产生及磁学基本参量物质磁性的本质：原子的磁矩原子的磁矩原子核磁矩：约为电子磁矩1/2000电子磁矩轨道磁矩自旋磁矩磁介质：在磁场作用下能磁化的物质。1、磁化强度M单位：A/m或高斯（Gs），矢量，由S极指向N极。第一节材料的磁性磁性材料磁化强度：衡量物质有无磁性或磁性大小的物理量，定义为物质单位体积中的磁矩大小

3、。2、磁场强度H单位：A/m或高斯（Gs），矢量，由S极指向N极。第一节材料的磁性磁性材料磁场强度：是指外界磁场的大小，也是一个矢量。单位同磁化强度M。磁场强度H一般是由导体中的电流或者永磁体产生的。3、磁化率χ＝M/H第一节材料的磁性磁性材料磁化强度M与磁场强度H的比值称为磁化率：即χ＝M/H表征物质磁性的大小4、磁感应强度B单位：特斯拉（T）或韦/米2(Wb/m2)B=μ0(H+M)第一节材料的磁性磁性材料μ0是真空磁导率，μ0=410-7H/m在真空中（M=0），当磁场强度H为（107/4）A/m时，相应的磁感应强度为1T。5、磁偶

4、极矩pm、磁矩m第一节材料的磁性磁性材料磁偶极子：通常把尺寸小到原子大小的小磁体称为磁偶极子，等效为环绕回路流动的电荷。磁偶极矩pm：真空中每单位外加磁场作用在磁偶极子上的最大力矩。单位为Wb·m。磁偶极子的磁矩m和磁偶极矩pm有如下关系：m=pm/μ0磁矩m的单位为A·m2。磁矩是表征磁性物体磁性大小的物理量。磁矩愈大，磁性愈强，即物体在磁场中所受的力也大。磁矩只与物体本身有关，与外磁场无关。第一节材料的磁性磁性材料6、磁通量单位为韦（Wb）第一节材料的磁性磁性材料磁通量是磁感应通量的简称，其定义是：将通过磁场中某一微元面积S的磁通量等

5、于该处磁感应强度B在垂直于面积方向上的分量Bn和面积S的乘积，即=BnS=BcosS式中为磁感应强度B的方向与面积S的垂线方向之间的夹角。7、磁导率μ第一节材料的磁性磁性材料磁导率定义为μ=B/μ0HB与H的比值称为绝对磁导率μ绝对。μ绝对=B/H=μ0μ磁导率就等于材料的绝对磁导率μ绝对与真空磁导率之比，故也称为相对磁导率。磁性材料二、磁性的分类1、抗磁性物质呈抗磁性，或称逆磁性。＜0，M与H方向相反；磁化率很小，-10-5～-10-6，且不随温度变化。属于这类物质的金属有：Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Mg。物质按磁化率以

6、及在磁场中的行为可以分为五类，即抗磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物质。第一节材料的磁性2、顺磁性物质呈顺磁性。＞0，M与H方向相同；磁化率在10-3～10-5。第一节材料的磁性磁性材料其特征是组成这些物质的原子具有恒定的与外磁场无关的磁矩。属于这类物质的金属有：La、Pr、MnAl、除Be以外的碱金属和碱土金属以及居里温度以上的铁磁性元素Fe、Ni、Co等。3、铁磁性物质呈铁磁性。＞＞0，磁化率在可达104数量级。自发磁化：铁磁体的原子磁矩在不加外磁场时，由于一种自身力量的作用而互相平行排列，呈饱和磁化的状态。

7、磁畴:这种自发磁化不是整体饱和，而是分成许多小区域，在每个小区域内饱和，这种饱和的小区域称为磁畴。第一节材料的磁性磁性材料磁性材料铁磁物质的原子结构特点：（1）原子存在未填满的内电子层（例如3d或4f层），在此层中未对消的电子自旋磁矩产生原子磁矩。（2）原子间距与未满电子层半径之比值要求有一定的大小，这样才能够有足够大的交换力，使物质中原子磁矩同相排列，才能形成铁磁性。第一节材料的磁性磁性材料第一节材料的磁性铁磁性物质是一种磁性很强的物质。是磁性材料的物质基础。常见的铁磁性金属有：Fe、Ni、Co，某些稀土元素以及由Fe、Ni、Co组成的合金等

8、。4、反铁磁性物质＞0，M与H方向相同；磁化率在10-5～10-3。第一节材料的磁性磁性材料反铁磁性物质原子之间的磁矩不同与铁磁性物质是平行的，而