光学第五章..ppt

磁化过程：磁性材料在外磁场作用下由宏观的无磁状 态转变为有磁状态的过程。磁化是通过磁畴的运动来 实现。 （二）磁畴移动与磁化过程 受外磁场作用时，畴内整齐排列在易磁化方向上原子磁矩一致地偏离易磁化方向而向外磁场方向转动。外场愈强，材料的磁各向异性愈弱，则磁矩就愈偏向外场方向。 运动方式 转动 移动 各磁畴内部的磁矩平行或反平行于外加磁场，不受这一磁场的力矩。而畴壁附近的磁矩方向发生改变，使畴壁产生横向移动。 1.5 磁学基础－技术磁化过程 畴壁的移动 磁畴的转动 1.5 磁学基础－技术磁化过程 （三）磁化曲线 磁化过程四阶段： （1） M随H呈线性地缓慢增长，可逆畴壁移动过程。 （2） M随H急剧增长，不可逆畴壁移动过程，的巴克豪森（Barkhausen）跳跃。 （3）M的增长趋于缓慢。磁畴的磁化矢量已转到最接近H方向，M的增长主要靠可逆转动过程来实现。 （4）磁化曲线极平缓地趋近于水平线而达到饱和状态。 1.5 磁学基础－技术磁化过程 (四）磁性材料的技术磁参量 技术磁参量 内禀磁参量: MS、Tc 外禀磁参量: Hc、Mr或Br、磁导率、损耗、磁能积 MS: 饱和磁化强度 Hc：矫顽力 Mr或Br：剩磁 主要取决于材料的化学成分 对材料结构（如晶粒尺寸、晶体缺陷、晶粒取向等）敏感，可以通过适当的工艺改变 1.5 磁学基础－技术磁化过程 损耗： 软磁材料磁化一周总的能量损耗W，由涡流损耗，磁滞损耗Wh和剩余损耗Wr三部分组成，通常以每公斤材料损耗的功率表示，即:W=We+Wh+WrWe：在交变磁化条件下，材料垂直于磁场的平面内产生的涡流引起发热产生的损耗。循环磁化一周的涡流损耗与材料的电阻率、厚度D、磁感变化幅度Bm关系如下: We∝D2Bm2/ρWh：在循环磁化条件下，材料每循环磁化一周所消耗的能量，它也以热的形式表现出来，其大小与磁滞回线的面积呈正比。 Wr ：从总损耗中扣除涡流损耗和磁滞损耗所剩的部分 1.5 磁学基础－技术磁化过程 磁能积（BH） ：磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度。 永磁体均在开路状态下使用，作为磁场源或动作源。主要作用是在磁铁的两磁极空间(或称空气隙)产生磁场Hg。 Hg=(BmHmVm/μ0Vg)1/2式中Vm、Bm和Hm分别是磁铁的体积、磁感强度和磁场强度，Vg、Hg是气隙的体积和磁场强度。磁场强度（ Hg）除与磁体的体积及气隙体积有关外，主要取决于磁体的磁能积（BH） 。 最大磁能积（BH）max：退磁曲线上磁能积最大的一点，工程应用中通常将(BH)max称为磁能积。 1.5 磁学基础－技术磁化过程 对通常的永磁体的应用而言，Hg越大越好。因此、在设计磁铁时，应使其工作点在图中的D点附近。同时、(BH)max越大，Hg也越大。 (BH)max越高，所需要的磁体体积就越小 (BH)max的大小取决于磁感矫顽力Hc、剩磁Br和隆起系数γ，即: (BH)max =γ·Br·HCB永磁材料的退磁曲线与磁能积(密度)曲线 1.5 磁学基础－技术磁化过程 磁滞回线族 1.5 磁学基础－技术磁化过程 （五）磁性材料的稳定性 衡量磁性材料的磁参量随外界因素作用产生的变化， 主要考虑Br和Hc。 （1）温度稳定性：磁性能随温度的变化。 （2）时间稳定性：在某一特定工作环境下长期工作过程中磁性随时间的变化。 （3）化学稳定性：在腐蚀介质的环境中磁性随时间的变化。 显微组织变化引起的组织时效 性能不稳定的原因 磁畴结构变化引起的磁时效 可逆，再次充磁时材料能恢复原来的磁性 不可逆 1.5 磁学基础－技术磁化过程 磁学基础－磁性材料分类 按矫顽力分类 软磁材料 半硬磁材料 硬（永）磁材料 Hc100A/m(1.25 Oe) Hc :100～1000A/m (1.25～12.5Oe) Hc1000A/m(12.5Oe) 按用途分类 铁芯材料 磁记录材料 磁头材料 磁致伸缩材料 磁屏蔽材料 变压器、继电器 录音机 通讯仪器、电器 磁带、磁盘 传感器 磁学基础－磁性材料分类 主要磁性材料分类 磁性的分类 弱磁性: 1. 抗磁性： χ 是甚小的负常数，约~10-6数量级。M与H反向. 2. 顺磁性： χ 是正常数，约10-3 ~10-6 数量级. 3. 反铁磁性： χ 为甚小的正常数. 强磁性 4. 铁磁体： χ 为很大的正变数，约在10 ~ 10 6 数量级。 5. 亚铁磁体：与铁磁体相似，但χ 值较小，如磁铁矿（Fe3O4)。 M H 抗磁性 顺磁性 亚铁磁性 铁磁性 反铁磁 Classes of Magnetic Materials 物质的各种磁性 A.是否有固有原子磁矩？B.是否有相互作用？C.是什么相互作用？ 1. 抗磁性：没有固有原子磁矩 2. 顺磁性：有固有磁矩，没有相互