磁性材料(概述与应用).pptVIP

当前第27页\共有77页\编于星期三\7点 2、顺磁质 结构特点：原子中具有未填满电子的电子层，形成原子的固有磁矩。在磁场作用下，原子磁矩转向H方向，感生出与H一致的M。 如：稀土金属和铁族元素的盐。 当前第28页\共有77页\编于星期三\7点 顺磁质磁化强度随外磁场的增大而增大，但很难达到磁饱和，只有当温度趋近热力学零度时，才能使顺磁物质的原子磁矩沿外磁场呈完全规则取向。 顺磁质的几点说明： 当前第29页\共有77页\编于星期三\7点 金属的顺磁性与抗磁性 价电子……固有磁矩….顺磁性 正离子 抗磁性？ 顺磁性？ 当前第30页\共有77页\编于星期三\7点 3、铁磁性 在较弱的磁场作用下就能产生很强的磁化强度。在外磁场除去后 仍保持相当大的永久磁性，具有磁滞现象。铁磁体在温度高于居 里温度后变成顺磁体。 原子是否具有未成对电子，即自旋磁矩贡献的净磁矩(本征磁矩) 原子在晶格中的排列方式 具有铁磁性的金属有铁、钴、镍等，铁磁质的应用最广泛， 特别是在信息的记录和存储方面（磁带、计算机存储器） 材料是否具有铁磁性取决于两个因素： 当前第31页\共有77页\编于星期三\7点 铁、钴、镍等过渡元素都具有未成对的3d电子。 分别具有4、3和2的净磁矩。 铁、钴、镍金属在室温下具有自发磁化的倾向（交换作用）。 形成相邻原子的磁矩都向一个方向排列的小区域，称为磁畴。 原子核外电子排布示意图 当前第32页\共有77页\编于星期三\7点 铁磁性材料 加入小的磁场，可以获得大的磁场强度。 当前第33页\共有77页\编于星期三\7点 4、反铁磁性 在MnO晶体结构中，相邻Mn2+离子的磁矩都成反向平行排列， 结果磁矩相互对消，整个固体材料的总磁矩为零。 在有些材料中，相邻原子或离子的磁矩呈反方向平行排列，结果 总磁矩为零，叫反铁磁性。反铁磁性物质有某些金属如Mn，Cr等， 某些陶瓷如MnO，NiO等以及某些铁氧体如ZnFe2O4等。 以氧化锰(MnO)为例，它是离子型陶瓷材料，由Mn2+和O2-离子 组成， O2-离子没有净磁矩，因为其电子的自旋磁矩和轨道磁矩 全部都对消了；Mn2＋离子有未成对3d电子贡献的净磁矩。 MnO晶体结构 当前第34页\共有77页\编于星期三\7点 5、亚铁磁性 亚铁磁性在宏观性能上与铁磁性类似，区别在于亚铁磁性材料的饱和磁化强度比铁磁性的低。成因是由于材料结构中原子磁矩不象铁磁体中那样向一个方向排列，而是呈反方向排列，相互抵消了一部分。 当前第35页\共有77页\编于星期三\7点 根据铁磁质的矫顽力的大小，将磁性材料分成 软磁、硬磁和矩磁材料 (1) 软磁材料 具有较高的磁导率和较高的饱和磁感应强度； 较小的矫顽力（矫顽力很小，即磁场的方向和大小发生变化时磁畴壁很容易运动）和较低磁滞损耗，磁滞回线很窄； 在磁场作用下非常容易磁化； 取消磁场后很容易退磁化 象软铁、坡莫合金、硅钢片、铁铝合金、铁镍合金等。 由于软磁材料磁滞损耗小，适合用在交变磁场中，如变压器铁芯、继电器、电动机转子、定子都是用软件磁性材料制成。 当前第36页\共有77页\编于星期三\7点 软磁材料应用——图书防盗磁条 将磁条贴在图书中或超市货品上，通过门禁处交变磁场检测磁条的磁性变化来区分被保护对象是否带有磁条，来达到防盗的目的。 磁条由软磁材料制作，通常为钴基非晶合金、铁基纳米晶合金或坡莫合金（铁镍合金）。 防盗磁条技术的运用大大降低了开架售货领域如图书馆、超市、药店等的运营成本。 当前第37页\共有77页\编于星期三\7点 电力变压器核心在于铁芯和线圈。铁芯处于交变电磁场中，要求在工作频率下对外磁场变化足够灵敏。 软磁材料的应用——电力变压器 当前第38页\共有77页\编于星期三\7点 软磁材料的应用——电子电路元器件 常见开关电源电路中多处应用了软磁器件！ 当前第39页\共有77页\编于星期三\7点 软磁材料的应用——电子电路元器件 变压器 贴片变压器 电感 滤波器 环形电感滤波器 谐波电流抑制器 当前第40页\共有77页\编于星期三\7点 软磁材料的应用——电机铁芯 电机铁芯通常由叠层软磁硅钢片或者铁镍合金冲压而成。 当前第41页\共有77页\编于星期三\7点 硬磁材料： 硬磁材料是指那些难以磁化，且除去外场以后，仍能保留高的剩余磁化强度的材料，又称永磁材料。（磁铁） 种类：铝镍钴系硬磁合金、硬磁铁氧体材料、稀土硬磁材料等几个系列。 用途：1、硬磁材料主要用来储藏和供给磁能，作为磁场源。2、硬磁材料在电子工业中广泛用于各种电声器件、在微波技术