材料物理性能 干货课件.ppt

《材料物理性能 干货课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章总结1、磁性的分类2、铁磁性的微观本质自发磁化、磁畴、物质磁性的起源铁磁性产生的充要条件3、铁磁性材料的特性自发磁化、磁畴磁化曲线磁滞回线1、材料磁性分类(1)抗磁性1）磁化强度M与H方向相反；2）磁化率<0，10-5的数量级；3）与磁场、温度无关。(2)顺磁性1）磁化强度M与磁场H同方向；2）其磁化率＞0，10-3一10-6数量级3）多数顺磁性物质与温度T服从居里定律χp＝C／T(3)反铁磁性(4)铁磁性(5)亚铁磁性2、铁磁性的微观本质物质磁性起源于原子磁矩原子的总磁矩=电子轨道磁矩+电子自旋磁矩电于轨道运动产生——电子轨道磁矩

2、；电子自旋产生——电子自旋磁矩。核磁矩非常小，几乎对原子磁性不起作用3、铁磁性产生的条件1、原子内部要有未填满的电子壳层——必要条件（原子固有磁矩不为零）2、电子交换积分A>0——充分条件（具有一定晶体结构）为什么温度升高铁磁性转变为顺磁性？1）温度升高，原子间距最大，交互作用降低；2）温度升高，热运动破坏了磁矩的同相排列（自发磁化）；3）当温度升高到T>Tc，自发磁化不存在，铁磁性转变为顺磁性。4、铁磁性物质的基本特征铁磁性物质的特性：自发磁化磁畴居里温度磁滞回线1、自发磁化：通过物质内自身某种作用将磁矩排列为有序取向的现象，称为自发磁

3、化。2、磁畴：磁性材料内部自发磁化的小区域。3、磁致伸缩：铁磁性物质在磁场中磁化，伴随着磁化，它的长度和体积同时发生变化。这种现象称为磁致伸缩。铁磁体的磁化曲线磁化曲线的三种形式开始M的增加比较缓慢后来增加较快最后达到Ms(饱和磁化强度)纵坐标改为磁感应强度B，对应于平衡值Ms的磁感应强度值称为饱和磁感应强度(Bs）磁导率μ随H的变化磁导率μ是B-H曲线上的斜率在B-H曲线上，当H→0时的斜率称为初（起）始磁导率µi初（起）始磁导率是磁性材料的重要性能指标之一M(B)与H的变化关系磁导率μ随H的变化BHoc起始磁化曲线为oc,当外磁场减小

4、时，介质中的磁场并不沿起始磁化曲线返回，而是滞后于外磁场变化，——磁滞现象。HcBrHc当外磁场为0时，介质中的磁场并不为0，有一剩磁Br;矫顽力——加反向磁场Hc，使介质内部的磁场为0，继续增加反向磁场，介质达到反向磁饱和状态；改变外磁场为正向磁场，不断增加外场，介质又达到正向磁饱和状态。磁化曲线形成一条磁滞回线。结论铁磁质的不是一个常数，它是的函数。B的变化落后于H，从而具有剩磁，即磁滞效应。铁磁体的磁化曲线铁磁体的磁化曲线磁滞回线与磁畴的关系磁滞现象的本质磁畴的迁移运动受到阻力磁性流体指的是吸附有表面活性剂的磁性微粒在基载液中高度弥

5、散分布而形成的稳定胶体体系。磁性流体不仅有强磁性，还具有液体的流动性。它在重力和电磁力的作用下能够长期保持稳定，不会出现沉淀或分层现象。磁性流体由磁性微粒、表面活性剂和基裁液组成。图5－25磁性液体的组成a）磁性流体b)吸附表面活性剂的磁性微粒1-基载液2-表面活性剂3-磁性微粒磁性微粒子功能材料5.4铁磁性物质的基本特征铁磁性物质的特性：自发磁化磁畴居里温度磁滞回线一、自发磁化铁磁性物质内的原子磁矩，通过某种作用，克服热运动的无序效应，都能有序地取向，按不同的小区域分布。通过物质内自身某种作用将磁矩排列为有序取向的现象，称为自发磁化。铁

6、磁性基本特征磁性材料内部自发磁化的小区域。每个区域内包含大量原子，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。宏观物体一般总是具有很多磁畴，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，不对外显示出磁性。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。二、磁畴对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的

7、排列是混乱无序的。在临界温度Tc温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化，物体变成铁磁性或亚铁磁性。所以，居里温度是铁磁体或亚铁磁体的相变转变点，铁磁态或亚铁磁态顺磁态Tc三、铁磁性材料的居里温度铁磁性基本特征四、铁磁性自发磁化的起源铁磁性自发磁化起源于电子间的静电交换相互作用。静电交换相互作用主要由电子自旋磁矩产生1）铁磁性产生的必要条件：原子的电子壳层有未被电子填满的状态。Fe3d4个未填满的状态4Ni3d2个未填满的状态2产生较大磁矩Co3d3个未填满的状态3Mn3d5个未填满的状态5不是铁磁性原子中存在未被电子填满的状态只是必要条

8、件。不是充分条件210-1-22）铁磁性产生的充分条件根据键合理论，当原子相互接近形成分子时，电子云相互重叠，电子要相互交换位置。对于过渡金属，3d状态与s态能量相差不大，电子云相互重叠时，将