磁性材料材料期末复习重点分析.ppt

1 主要的软磁材料： （1）合金－－如硅钢（Fe-Si）、坡莫合金（Fe-Ni）、仙台斯特合金（Fe-Si-Al）；； （2）非晶态、纳米晶、薄膜等。 衡量软磁材料的重要指标 1.起始磁导率? 主要因素：Ms、K ? 基本上不随加工条件和应用情况变化 2.矫顽力HC 3.饱和磁感应强度MS，高的MS ? 高的?i值 4. 磁损耗。软磁材料多用于交流磁场，因此动态磁化造成的磁损耗不可忽视 5.高稳定性，是指磁导率的温度稳定性要高，减落要小，随时间的老化要尽可能地小，以保证其长寿命 软磁材料磁性能的比较 FeCo (一) 基本要求： （1） Hc要高；（2） Br要高；（3）(BH)max要高； （4）材料稳定性要高 永磁材料 * (二)金属永磁材料 根据形成高HC的机理，可将金属永磁材料分为 （1）淬火硬化型磁钢（应力各向异性）。代表：碳钢 （2）析出硬化型磁钢（形状各向异性）：代表产品：Al-Ni-Co系永磁合金 （3）时效硬化型永磁合金：代表产品：FeCrCo （4）有序硬化型永磁合金（磁晶各向异性）：代表产品：FePt， CoPt * 总复习 磁偶极矩 磁矩 磁极化强度J T(特斯拉) 磁化强度M A/m 磁矩与磁化强度 磁场强度和磁感应强度 磁感应强度B SI单位：特斯拉 （T） 磁场强度H SI单位:A/m 物质的磁性 磁性的起源： 原子磁矩 原子磁矩的来源： 电子自旋和电子运动 交换作用 抗磁性 铁磁性 亚铁磁性 反铁磁性 顺磁性 * 超顺磁性 交换作用 交换作用是一种量子力学效应， 称为交换积分 我们把这种交换作用等价为磁场Hm，称之为外斯分子场。 交换作用是一种短程相互作用。 分子场的数量级大约在1000T左右！ * * 超交换作用 铁磁性 Fe,Co,Ni等 T ? TN Antiferromagnetic T Ms Tc ferromagnetic 反铁磁性 IrMn，PtMn 氧化物 亚铁磁性 铁氧体 * 居里温度 Tc Ms 磁矩的有序排列随着温度升高而被破坏，温度达到居里温度（Tc）以上时有序全部被破坏，磁质由铁磁性转为顺磁性。 Tc是材料的M-T曲线上MS2→0对应的温度。 * 自发磁化与磁畴 Which one is more stable? 分畴的原因是为了减小静磁能！ * 磁畴与单畴 * 布洛赫壁 奈尔壁 畴壁 * 磁各向异性 1.磁晶各向异性 2.形状各向异性 3.感生各向异性 4.界面和表面各向异性 * 磁致伸缩 * 对于立方结构的多晶体，可以证明 磁致伸缩 单晶体的磁致伸缩具有各向异性 * 磁导率 磁化率 磁化率与磁导率 H * * 磁谱与截止频率 磁化曲线与磁滞回线 * 退磁场与退磁因子 球体 长球体 无限大平面 * 球形样品 容易修正 退磁修正 * 磁能积 * 动态磁化（交流磁化） * 磁损耗 磁滞损耗 涡流损耗 剩余损耗 技术磁化 * 磁化的两种方式： 磁畴转动 畴壁位移 可逆 不可逆 * 畴壁位移 不可逆畴壁位移 杂质对畴壁的钉扎作用 * 转动磁化（可逆与不可逆） 单轴各向异性的单畴颗粒 * 软磁材料 定义：能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获得高磁感应强度的材料。 特点：既容易受外加磁场磁化，又容易退磁。 对软磁材料的基本要求有： （1）初始磁导率?i和最大磁导率?max要高； （2）矫顽力Hc要小； （3）饱和磁感应强度MS要高； （4）功率损耗P要低; （5）高的稳定性。 提高软磁性的途径 必要条件：提高MS并降低K1、?S的值 选择合适的配方可提高材料的MS值 选择配方时更要考虑K1、?S对?i的作用 提高?i 的最有效方法?从配方和工艺K1 ? 0、?S ?0 合适的热处理条件可以控制K1和?S在较低值 控制晶粒尺寸对?i的影响很大，晶粒尺寸增大，晶界对畴壁位移的阻滞作用减小，?i升高 材料的织构化， 降低内应力?