材料的磁性-分析.ppt

第二章磁性分析第一节磁性基本参数及磁性分类 一、磁化现象和磁性的基本量 1.磁介质与磁矩 磁化.磁介质. 外磁场强度H0 磁介质在H0中引起的附加磁场强度Hˊ 磁化强度M M= 2.磁感应强度磁导率 M→Hˊ M=χH χ-单位体积磁化率 B0=μ0H μ0称为真空磁导率 B0是磁场在真空中的磁感应强度 B= μ0(H+M) = μ0(1+χ)H=μ0μr=μH μr为相对磁导率, μ为磁导率 二、物质磁性的分类 1.抗磁性χ＜0 如：Cu，Ag，Au，Hg，Zn Bi，Ga，Sb，Sn，In 2.顺磁体χ＞0（10-3～10-6） 如：所有的碱金属和除Be以外的碱土金属以及奥氏体不锈钢、Pt，Pd和稀土金属 3.铁磁体 χ?1 铁磁性材料仅四种： Fe=770℃ Co=1115℃ Ni=354℃ Gd=19℃ χ很大，易退磁的材料是软磁材料 χ很小而难退磁的材料是永磁材料 4.亚铁磁体 5.反铁磁体 三、磁化曲线和磁滞回线 〈一〉磁化曲线 铁磁性材料放入磁场后被磁化的磁化强度及磁场强度和外加磁场强度的关系曲线 磁滞回线：铁磁体在交变磁场作用下，磁场交变一周，B-H曲线构成的闭合回线。 磁滞效应：磁感应强度的变化落后于磁场强度（H）的变化，这种现象称为磁滞效应。 (080519第一节结束)` H→Hs，M→Ms，B→Bsμa=lim（ΔB/ΔH）称为起始磁导率H→0时，B→Br；B→0则要求H→-Hc 二、磁滞回线 1.Br、Hc 退磁：试样磁化至饱和后，再设法使磁化强度M减小为零，此过程称为退磁。 2.Bs 铁磁质在磁化过程中获得的最大磁化强度称为饱和磁化强度（Ms），此时对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用Bs表示。 3.磁滞损耗：磁滞回线所包围的面积表示磁化一周时所消耗的功，称为磁滞损耗用Q表示。 第二节抗磁性和顺磁性一、原子本征磁矩 原子中电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构成了原子的固有磁矩，即原子的本征磁矩。 电子的循轨运动→电子的轨道磁矩μ 电子的自旋磁矩μs=2sμB 二、抗磁性（电子的轨道运动）Cu、Ag、Zn、Cd、Hg 三、顺磁性 四、金属的抗磁性和顺磁性 五、影响金属抗磁性和顺磁性的因素 〈1〉同素异构 χ A3 α-Fe γ-Fe A4 δ-Fe t（℃） 2.温度 χ顺= C= 3.塑性变形、细化晶粒 4.合金化 第三节铁磁性的物理本质 一、铁磁性产生的原因 —（自发磁化理论） 自发磁化：是指铁磁性物质的自旋磁矩在无加外磁场条件下自发地取向一致的行为。 自发磁化是铁磁性产生的原因（充分条件）自发磁化（小区域）→（各小区域）磁饱和 这些自发磁化的小区域称为磁畴 (080519第二节结束)` （一）、外斯（Weiss）理论 “分子场”假说→自发磁化理论 “磁畴”假说→技术磁化理论 Wess理论包括两个方面 畴、场 （二）、海森堡（Heisenberg）理论 电子交换能 Eex=-Acosφ A-交换积分 （三）铁磁性产生的条件 （三）铁磁性产生的条件 1.原子内部要有未填满的电子壳层 2.a/r＞3，使A＞0 r—未填满的内层电子半径 a—原子半径 二、反铁磁性和亚铁磁性﹡ 反铁磁性的χ＞0但很小 χ亚铁＜ χ铁 三、铁磁性物质中各种相互作用能 （一）、电子交换能 Eex（A） （二）、静磁能 Em （一）、电子交换能 Eex（A） （二）、静磁能 Em（铁磁体在磁场中的能量） （三）、磁各向异性能EK bcc结构的Fe易磁化方向是[100] 难磁化方向是[111] fcc结构的Ni易磁化方向是[111] 难磁化方向是[100] hcp结构的Co易磁化方向是[0001] 难磁化方向是[1010] （四）、磁致伸缩能Eλ（磁弹性能） 概念:铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩。λ为磁致伸缩系数 λ=ΔL/L，λS