材料物理性能课件第七章热学性能.ppt

《材料物理性能课件第七章热学性能.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、概述物质磁性的普遍性——无处不在（1）物质的各种形态，无论是固态、液态、气态、等离子态、超高密度态和反物质态都会具有磁性；（2）物质的各个层次，无论是原子、原子核、基本粒子等都会具有磁性。（3）无限广袤的宇宙，无论是各个天体，还是星际空间都存在着或强或弱的磁场。例如：地球磁场强度约为240A/m，太阳的普遍磁场强度约为80A/m.磁性是物质的一种重要的属性。从微观粒子到宏观物体，到宇宙天体，无不具有某种程度的磁性。磁性不仅是宏观物理量，而且与物质的微观结构密切相关。磁性magnetism弱磁性和强磁性

2、两类。一般提到材料具有磁性是指强磁性——铁磁性ferromagnetism铁磁性理论的系统研究工作开始于上世纪初，1907年，法国物理学家外斯(Weiss)在郎之万顺磁性理论基础上，第一次成功地建立起铁磁性现象的物理模型，奠定了现代铁磁性理论的基础。物质的磁性的普遍性还表现在磁性与物质的其他属性之间存在着广泛的联系，并构成多种多样的耦合效应和双重（多重）效应（磁电效应、磁光效应、磁声效应和磁热效应等）。这些效应既是了解物质结构和性能关系的重要途径，又是发展各种功能器件（磁光存储技术、磁记录技术和霍尔器

3、件等）的基础。应用磁性材料广泛地应用于电子工业、电气工业以及通讯、测量、印刷、计算机等方面。近年来已深入研究了磁光、磁电、压磁和磁致伸缩、功能转换材料，不断开发出各种磁转换器件5.1磁学基本量及分类一、磁学基本量1.磁场强度H2.磁感应强度B3.磁化率与磁导率4.磁矩m和磁化强度M5.磁通量1.磁场强度H磁场强度H是由导体中的电流或由永磁体产生。矢量，有大小，有方向磁场强度：用稳定电流在空间产生的磁场的强度来规定。在国际单位制中，一根载有I安培电流的长直导线，在离导线为r米的地方所产生的磁场强度取I=

4、1安培，则在离导线距离为r米处所得的磁场强度就是单位磁场强度，1安/米（A/m）。电流产生磁场最常见的几种形式1．无限长载流直导线的磁场强度H＝I/2r(5-1)I为通过直导线的电流，r为计算点至导线的距离，H的方向是切于与导线垂直且以导线为轴的圆周。2．载流环形线圈圆心上的磁场强度H＝I/2r(5-2)I为流经环形线圈的电流，r为环形线圈的半径。H方向按右手螺旋法则确定。3．无限长载流螺线管的磁场强度H＝nI(5-3)I为流经环形线圈的电流：n为螺线管上单位长度的线圈匝数。H的方向为沿螺线管的轴线

5、方向。磁场强度的起源静磁学定义磁场强度H等于单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，其方向与正磁荷在该处所受磁场力的方向一致。设试探磁极的点磁荷为m，它在磁场中某处受力为F，则该处的磁场强度矢量H为H＝F／m(5—15)F由磁的库仑定律决定，即两个点磁荷之间的相互作用力F，沿着它们之间的连线方向，与它们之间的距离r的平方成反比，与每个磁荷的数量[磁极强度M)M1和M2成正比，磁导率比例系数k与磁荷周围的介质和各量的单位有关点磁荷处于真空中，在国际(SI)单位制中，F的单位为牛顿N，k为0是真空磁导率0

6、＝4×10－7[A.m-1]2、磁感应强度B确定磁场效应的量是磁感应强度B，而不是磁场强度H。在SI单位制中，磁感应强度的定义公式B=0(H十M)(5-4)磁感应强度B分为两部分：材料对自由空间磁场的反应材料对磁化引起的附加磁场的反应M—磁化强度描述物质在外磁场中被磁化的程度。B的单位是[T]或Wb.m-2当磁场强度为107／4[A.m-1]时，相应的磁感应强度为1特斯拉。H和B都是描述空间任一点的磁场参量。它们都是矢量，有大小和方向。材料在磁场强度为H的外加磁场作用下，会在材料内部产生一定的磁

7、通量密度，称其为磁感应强度。B=0H+J(5-6)J—磁极化强度（J=0M)1、在真空中，B＝0H(5-7)在自由空间里，B和H始终是平行的．数值上成比例，两者的关系只由真空磁导率0来联系。2、在磁性体内部，两者的关系就复杂得多，由B=0H+J描述，方向上也不一定平行。与磁感应强度B磁场强度3、磁化率和磁导率磁性体被置于外磁场中，它的磁化强度将发生变化，磁化强度M和磁场H的关系M=H或＝M／H(5-8)磁化率是单位磁场强度在磁体中所感生的磁化强度，是表征磁体磁化难易程度的一个参量。同样大小的

8、磁场中，大的材料呈现的磁化强度就大。B=0(H十M)＝(1十)0HsI单位制中，将B与H的比值称为绝对磁导率磁导率是磁体特性和技术上的重要磁性参量。表示外磁场增加时，磁感应强度增加的速度。表征磁体磁化难易程度的参量和u只有当B、H、M三个矢量互相平行时才为标量，否则．它们为张量。相对磁导率在大多数情况下应用较多的是相对磁导率r=/0(5-8)B=0(+1)H=0(H+H)M=H根据M与H的方向，可取正、负+——M与H同方向——M与H反方