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[磁性材料与应用
磁性材料与应用
摘要:
磁性材料可以说即古老又新颖。磁性材料的发现是十分久远的,它的应用如指南针创造了古代的文明。磁性材料的发展很迅速,原有的传统材料性能在不断的改进和提高,更多的新型磁特性和磁效应材料又在不断地大量涌现。而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。
所以对磁性材料的研究与应用就显的尤为重要。
定义:
磁性材料,是古老而用途十分广泛的功能材料,而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中,例如将永磁材料用作马达,应用于变压器中的铁心材料,作为存储器使用的磁光盘,计算机用磁记录软盘等。可以说,磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。而通常认为,磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。
中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。早在战国时期就有关于天然磁性材料(如磁铁矿)的记载。11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。1099~1102年有指南针用于航海的记述,同时还发现了地磁偏角的现象。
公元19世纪,近代物理学大发展,电流的磁效应、电磁感应等相继被发现和研究,同时磁性材料的理论出现,涌现出了象法拉第、安培、韦伯、高斯、奥斯特、麦克丝韦、赫兹等大批现代电磁学大师。 20世纪初,法国的外斯提出了著名的磁性物质的分子场假说,奠定了现代磁学的基础
近代,电力工业的发展促进了金属磁性材料──硅钢片(Si-Fe合金)的研制。永磁金属从 19世纪的碳钢发展到后来的稀土永磁合金,性能提高二百多倍。随着通信技术的发展,软磁金属材料从片状改为丝状再改为粉状,仍满足不了频率扩展的要求。20世纪40年代,荷兰J.L.斯诺伊克发明电阻率高、高频特性好的铁氧体软磁材料,接着又出现了价格低廉的永磁铁氧体。50年代初,随着电子计算机的发展,美籍华人王安首先使用矩磁合金元件作为计算机的内存储器,不久被矩磁铁氧体记忆磁芯取代,后者在60~70年代曾对计算机的发展起过重要的作用。50年代初人们发现铁氧体具有独特的微波特性,制成一系列微波铁氧体器件。压磁材料在第一次世界大战时即已用于声纳技术,但由于压电陶瓷的出现,使用有所减少。后来又出现了强压磁性的稀土合金。非晶态(无定形)磁性材料是近代磁学研究的成果,在发明快速淬火技术后,1967年解决了制带工艺,正向实用化过渡磁性材料具有磁有序的强磁性物质,广义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性物质。磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质,抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质。磁性材料按性质分为金属和非金属两类,前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等,后者主要是铁氧体材料。按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料,旋磁材料以及磁性薄膜材料等,反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞回线和磁损耗等。
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