磁学性能只是分享.ppt

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1、磁学性能研究材料磁性的最基本的任务是确定材料的磁化强度M与外磁场强度H和温度T的关系，在一定温度下，定义：M＝χHχ称为物质的磁化率，即单位外磁场强度下材料的磁化强度。它的大小反映了物质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。同时，它也是物质磁性分类的主要依据。基本磁化曲线：不同磁介质其磁化曲线不同，曲线上任意一点都对应着材料的某种磁化状态，它与坐标原点连线的斜率即表示材料在该磁场下的磁化率。磁化率三种表示形式：χV表示单位体积的磁化率，χA表示每摩尔的磁化率，χg表示单位质量（每克）的磁化率。根据磁化率符号和大小，可把磁介质分为五类。2.磁化率与物质

2、磁性的分类M铁磁性材料亚铁磁性材料顺磁性材料反铁磁性材料抗磁性材料H02.磁化率与物质磁性的分类1）抗磁体χ为甚小负常数，约在10-6数量级，即M与H方向相反，在磁场中使磁场稍减弱，受微弱斥力，约有一半的简单金属是抗磁体。分为：(1)“经典”抗磁体，χ不随T变化，如铜、银、金、汞、锌等。(2)反常抗磁体，χ随T变化，为前者10～100倍，如铋、镓、锑、锡等。2）顺磁体χ为正常数，约为10－3～10－6数量级，即M与H方向相同，在磁场中使磁场稍增强，受微弱引力，分为：（l）正常顺磁体，χ随T变化，且符合与T反比关系，如铂、钯、奥氏体不锈钢、稀土金属等。（2

3、）χ与T无关的顺磁体，如锂、钠、钾、铷等。3）反铁磁体χ是甚小的正常数，当T高于某个温度时（尼尔温度TN），转换为顺磁体，T－χ曲线？如α－Mn、铬、氧化镍、氧化锰等。4）铁磁体χ为很大的正变数，约在10～106数量级，且不大的H就能产生很大的M，在磁场中被强烈磁化，受强大的吸力，如铁、钴、镍等。其M－H、χ－H曲线？5）亚铁磁体类似铁磁体，但χ值没有铁磁体大，如磁铁矿（Fe3O4）等。3.磁导率磁感应强度（B）：通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁力线数。单位：特斯拉。在真空中：－真空磁导率。磁场中有磁介质时（非真空）：磁介质被磁化，使该处的磁场

4、发生变化，则，总磁感应强度：称为附加磁场强度，其值等于磁化强度M。令称为相对磁导率，无纲量。称为介质的磁导率（绝对磁导率），反应磁感应强度随外磁场的变化速率，单位与相同，为亨/米。其大小与磁介质和外加磁场强度有关。1）磁化曲线对原先不存在宏观磁性的材料，施加一由0逐渐增大的磁场，所得到的M-H曲线，即材料磁化强度随外磁场变化的曲线。铁磁性材料的磁化曲线：M、B、μ随H变化曲线。微弱H阶段：B、M随H的增大缓慢增加，M与H近似呈直线关系，磁化可逆。H继续增大：B、M随H急剧增加，μ增加很快并出现极大值，即达到最大磁导率μmax，过程不可逆（去掉H后，仍保持

5、部分磁化）。H再进一步增大：B、M随H增加变缓，磁化进行越来越困难，当H达到Hs时，μ逐渐趋近于μ0，M达到饱和值Ms。Ms称为饱和磁化强度，对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度Bs。H＞Hs时，M不变，B继续缓慢增大。所有铁磁性材料的磁化曲线都有以上规律，只是各阶段区间、Ms大小及上升的陡度不同。铁磁性材料从完全退磁状态到饱和之前的磁化过程称为技术磁化。起始磁导率μi：H=0时的磁导率。4.铁磁性材料的磁化曲线和磁滞回线4.铁磁性材料的磁化曲线和磁滞回线2）铁磁性材料的磁滞回线：铁磁性材料从饱和磁化状态逐渐降低H时，M不再沿原来的基本磁化曲线降低，而是降

6、低的慢得多，当H降至0时，M≠0，而保留一定的值Mr，Mr称为剩余磁化强度，这种现象称为剩磁现象。要使M降至0，必须施加一反向磁场－Hc，Hc称为磁矫顽力。继续增加反向磁场至－Hs，磁化强度达到－Ms。从－Ms改为正向磁场，随H的增加，M沿另一曲线逐渐增大至Ms。可见，整个过程中M的变化总是落后于H的变化，这种现象称为磁滞效应。由于磁滞效应的存在，磁化一周，得到一关于原点对称的闭合曲线，称为磁滞回线。是铁磁性材料的重要特征之一。磁滞现象表明，铁磁性材料的磁化过程存在着不可逆过程，磁化过程要消耗能量。磁滞回线包围的面积相当于磁化一周所产生的损耗，称为磁滞损

7、耗。3）铁磁性材料的退磁：磁滞回线的起点不是饱和点，而在饱和点以下时，H减小时，Mr和Hc减小，即磁滞回线变得短而窄，若施加的交变磁场幅值H趋于0时，则回线将成为趋于坐标原点的螺线，直至交变磁场的H＝0，铁磁体将完全退磁。4）铁磁性参数、软磁材料与硬磁材料铁磁性参数主要包括μ、Mr、Hc、Ms，它们的大小决定了其磁滞回线的形状，主要取决于材料的化学组成与相组成，同时与材料的组织结构有关，即与制备工艺有关。不同铁磁性材料，磁滞回线的形状不同，据此将铁磁性材料分为软磁材料和硬磁（永磁）材料。软磁材料：磁滞回线瘦长，μ高、Ms高、Hc小、Mr低，如变压器铁芯，

8、常用材料如工业纯铁、硅铁、铁镍合金、铁钴合金等。硬磁（永磁）材料：磁滞回线短粗，