磁性材料的研究进展

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1、《磁性材料的研究进展》学院：物理与材料科学学院班级：13级材料物理姓名：王郁学号：B51314019指导老师:李秋菊完成日期：2016年5月11日摘要:目前，磁性材料蓬勃发展，磁性材料的应用己渗透到国防、工业、信息等各个领域，对我们的生活产生了巨大的影响。同吋，各种新磁性材料的诞生，也不断推动着现代材料科学的进展。本文对磁性材料进行了概述，并简介了其最新研究进展，尤其是对稀土磁性材料、巨磁电阻材料、纳米微晶磁性材料的研究进展进行了详细论述。关键词：磁性材料铁氧体稀土磁性材料巨磁电阻材料no曰磁性材料广义上

2、分为两大类:软磁材料和硬磁材料。软磁材料能够用相对低的磁场强度磁化，当外磁场移走后保持相对低的剩磁。软磁材料的矫顽力为400~0116A・m・l，主要应用丁•任何包括磁感应变化的场合。硬磁材料是在经受外磁场后能保持大量剩磁的磁性材料，这类磁性材料的典型矫顽力值,He为10〜1000kA-m-l，具有高He值的硬磁材料称为永磁材料，主要用于提供磁场。磁性材料的磁导率、矫顽力、磁致损失、剩磁和磁稳定性是结构敏感性的，这些性能可以通过加工（包括机械加工和热处理）來控制。冃前,磁性材料的研究方向主要有软磁材料、硬

3、磁材料、磁力学材料、磁电子材料。磁性材料的进展大致上分几个历史阶段：当人类进入铁器时代时，标志着金属磁性材料的开端。直到18世纪,金属银、钻相继被提炼成功，这-漫长的历史吋期是3d过渡族金属磁性材料生产与原始应用的阶段；20世纪初期，FeSi、FeNi、FeCoNi磁性合金人工制备成功，并广泛地应用于电力工业、电机工业等行业，成为3d过渡族金属磁性材料的抽盛时期；从20世纪50年代开始，3d过渡族的磁性氧化物（铁氧体）逐步进入生产旺期，由于铁氧体具有高电阻率，高频损耗低等优点，从而为当时兴起的无线电、雷达

4、等工业的发展提供了所必需的磁性材料，标志着磁性材料进入到铁氧体的历史阶段；1967年，SmCo合金问世，这是磁性材料进入稀土・3d化合物领域的历史性开端。巨磁致收缩材料与稀土磁光材料的问世更丰富了稀土・3d化合物磁性材料的内涵。1972年的非品磁性材料与1988年的纳米微品材料的呈现，更添磁性材料新风采。1988年，磁电阻效应的发现揭开了自旋电子学的序幕.因此从20世纪后期延续至今，磁性材料进入了前所未有的兴旺发达吋期，并融入到信息行业，成为信息时代重要的基础性材料之一。1、磁性材料的分类磁性材料从材质和

5、结构上讲，可分为金属及合金磁性材料和“铁氧体磁性材料两大类，铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料⑴。从应用功能上讲,磁性材料分为：软磁材料、永磁材料、磁记录■矩磁材料、旋磁材料等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录■矩磁材料中既有金屈材料又有铁氧体材料；而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料了，因为金屈在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应，导致金属磁性材料无法使用，而铁氧体的电阻率非常高，将有效的克服这一问题、得到广泛应用。磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。磁性是物

6、质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质。磁性材料按性质分为金屈和非金屈两类，前者主要有电工钢、镰基合金和稀土合金等，后者主耍是铁氧体材料〔2〕。按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要冇磁致仲缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等，反应磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞冋线和磁损耗等。永磁材料即一经外磁场磁化

7、以后，即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的磁性。对这类材料的要求是剩余磁感应强度Br高，侨顽力BHC（即抗退磁能力）强，磁能积（BH）（即给空间捉供的磁场能量）大。相对于软磁材料而言,它亦称为硕磁材料。永磁材料有合金、铁氧体和金属间化合物三类：合金类、铁氧体类、金属间化合物类。永磁材料有多种用途：①基于电磁力作用原理的应用主要冇：扬声器、话筒、电表、按键、电机、继屯器、传感器、开关等。②基于磁电作用原理的应用主要有：磁控管和行波管等微波电了管、显像管、钛泵、微波铁氧体器件、磁阻器件

8、、霍尔器件等。③基于磁力作用原理的应用主要有：磁轴承、选矿机、磁力分离器、磁性吸盘、磁密封、磁黑板、玩具、标牌、密码锁、复印机、控温计等。其他方面的应用述有：磁疗、磁化水、磁麻醉等。根据使用的需要，永磁材料可冇不同的结构和形态。冇些材料还冇齐向同性和各向异性Z别。软磁材料的功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。因此，对这类材料要求有较高的磁导率和磁感应强度，同时磁滞冋线的面积或磁损耗要小。与永磁材料相反，其Br和BHC越小越好