第八讲---金属材料和磁性材料ppt课件.ppt

《第八讲---金属材料和磁性材料ppt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、作业：P289:9.2,9.6,9.7,9.9,9.10,9.12,9.15,9.17金属材料的使用与人类文明进程关系密切磁性材料关系电子、信息、通讯及生物等广泛领域金属材料磁性材料钢铁和新型金属材料磁性理论磁性材料第八讲金属材料和磁性材料指南针司马迁《史记》描述黄帝作战用罗盘宋朝朱或《萍洲可谈》12世纪磁石最早的著作《DeMagnete》W.Gibert18世纪奥斯特电流产生磁场法拉弟效应在磁场中运动导体产生电流,安培定律构成电磁学的基础,电动机、发电机等开创现代电气工业1907年P.Weiss的磁畴和分子场假设1919年巴克豪森效应1928年海森堡模型，用量子力学解释分子场

2、起源1931年Bitter在显微镜下直接观察到磁畴1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体磁性与磁性材料的发展史1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体1935年Landau和Lifshitz考虑退磁场，理论上预言了磁畴结构1946年Bioembergen发现NMR效应1948年Neel建立亜铁磁理论1954-1957年RKKY相互作用的建立1958年Mössbauer效应的发现1960年非晶态物质的理论预言1964年Kondoeffect近藤效应1965年Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金1970年SmCo5稀土永磁材料的发现1984年NdFeB稀土永磁材料的

3、发现Sagawa(佐川)1986年高温超导体，Bednortz-muller1988年巨磁电阻GMR的发现,M.N.Baibich1994年CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO31995年隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki磁学是一门古老又年轻的学科。磁学基础研究与应用的需求相互促进，在国防和国民经济中起着重要作用。磁学与其它学科交叉：信息、电气、交通、生物、药物、天文、地质、能源、选矿等。MEMS的发展不可避免的会使用各种类型的磁性材料，而且是小尺寸复合型的材料。8.1钢铁纯铁－生铁－钢炼铁和炼钢第八讲金属材料和磁性材料钢铁的相组成和性能第八讲金属材料和磁性材

4、料奥氏体－－渗碳体－马氏体－石墨奥氏体－－铁的间隙固溶体铁素体－－铁的间隙固溶体渗碳体－化合物Fe3C马氏体－－铁过饱和间隙固溶体－铁bcc－铁ccp－铁bcc第八讲金属材料和磁性材料锰钢－不锈钢我国特种钢生产研究状况第八讲金属材料和磁性材料8.2新型金属材料传统金属材料：铁－铝－铜－铅－锌，等特种金属：钛－钒－铟－钴－钽－锆－铍－钋－铌，等特种合金：金属玻璃－形状记忆合金－高温合金－超导合金－储氢合金，等非晶态合金－金属玻璃亚稳态形状记忆合金第八讲金属材料和磁性材料第八讲金属材料和磁性材料8.3配位场中金属原子的能级和未成对电子数分裂能Δ0和电子成对能P高自旋(

5、HS)和低自旋(LS)第八讲金属材料和磁性材料低自旋态:强晶场dE>W洪德法则不再成立.晶场下电子轨道分裂，分裂能隙(dE)大于库仑相互作用(W)时，电子由最低能级开始填充,如果电子填充到与上一个能级之间的能隙大于库仑相互作用能(dE>W)时，电子将以相反的自旋填充到最低能级，因而最低能级的电子轨道同时有两个自旋相反的电子占据，而能量高的电子轨道没有电子占据，称为低自旋态。高自旋态：弱晶场dE

6、子M，不同配体的场强不同，配体分裂能的大小次序为：对一定的配体，分裂能随M而异，其大小次序为：第八讲金属材料和磁性材料第八讲金属材料和磁性材料第八讲金属材料和磁性材料第八讲金属材料和磁性材料球对称场8.4物质磁性的起源和分类电－磁原子轨道或分子轨道上的电子运动/电荷运动磁晶格－晶胞－磁畴第八讲金属材料和磁性材料在与外磁场相反的方向诱导出磁化强度的现象称为抗磁性。它出现在没有原子磁矩的材料中，其抗磁磁化率是负的，而且很小，c~10-5。产生的机理：外磁场穿过电子轨道时，引起的电磁感应使轨道电子加速。根据楞次定律，由轨道电子的这种加速运动所引起的磁通，总是与外磁场变化相反，因而磁

7、化率是负的。抗磁性：顺磁性物质的原子或离子具有一定的磁矩，这些原子磁矩耒源于未满的电子壳层(例如过渡族元素的3d壳层)。在顺磁性物质中，磁性原子或离子分开的很远，以致它们之间没有明显的相互作用，因而在没有外磁场时，由于热运动的作用，原子磁矩是无规混乱取向。当有外磁场作用时，原子磁矩有沿磁场方向取向的趋势，从而呈现出正的磁化率，其数量级为c=10-510-2。顺磁物质的磁化率随温度的变化χ(T)有两种类型:第一类遵从居里定律：χ=C/TC称为居里常数第二类遵从居里-外斯定律：χ=C/(T-T