磁性物理学(第六章讲稿)讲述.ppt

第六章 技术磁化理论 第一节 磁化过程概述 第二节 可逆壁移磁化过程 二、不可逆畴转磁化 在磁化的各阶段，壁移与畴转磁化机制均可能发生。 软磁：磁化的第一、二阶段主要为畴壁位移（第一阶段可逆，第二阶段不可逆）。壁移过程接近完成时，转动磁化才成为主要过程。 永磁：在磁化的第一、二阶段中，转动磁化可能是主要的（尤其单畴颗粒） 对畴转磁化而言： a、H较弱，转动磁化是可逆的 b、H较强，可逆与不可逆的转动都会发生。 不可逆畴转所需H较强，故比不可逆壁移要后出现，二者不会同时发生。 MS θ θ0 o H MS 易轴 a θ o H 易轴 a θ0 b θ o H MS 易轴 a θ0 b a、θ0 π/2,可逆 （不论H多大） b、θ0 π/2,HH0 可逆 c、θ0 π/2,HH0 不可逆 其中H0为由可逆畴转到不可逆畴转的临界场 1、临界场H0 由b图考虑（以单轴晶体为例） P=1 P=2 900 1350 1800 H0 θ0 2、磁化率 对单轴各向异性材料： θ=1650 o H MS 易轴 θ0 300 θ=θ0=1800 易轴 Ms H θ=θ0=900 H Ms 易轴 H Ms θ 由此可见：不可逆转动磁化的磁化率也大于可逆转动磁化的磁化率；相应地，不可逆转动磁化的磁导率也大于可逆转动磁化的磁导率。 三、不可逆磁化过程小结： 壁移磁化: (2a/d) χi 掺杂作用 6 χi 应力作用 χir H0 K10, 1800 K10, 1800 900 1800 1350 立方晶体 1.5 χi 3 χi 4.7 χi 单轴晶体 χir H0 θ0 转动磁化： 这些规律对于考虑如何控制或改进磁材的性能具有重要意义。 H0和矫顽力HC 问题有关 不可逆磁化过程是出现材料的μmax 的磁化阶段，与大功率磁材有关 第六节 反磁化过程、磁滞与矫顽力 H M A B C D O Mr MHC 如图： 反磁化过程：铁磁体从一个方向上的技术饱和磁化状态变为反向的技术饱和磁化状态的过程。 如：A?C?B 为一个反磁化过程， B?D?A又为一个反磁化过程。 磁滞：M随H变化中出现滞后的现 象。 在不同的H下反复磁化?得到相应于H的磁滞回线?其中最大的回线是饱和磁滞回线（又称极限磁滞回线），HC与Mr都是在它上面定义的。 反磁化过程中，磁滞形成的根本原因是由于铁磁体内存在应力起伏、杂质及广义磁各向异性引起的不可逆磁化过程。所以磁滞与反磁化过程的阻力分布密切相关。 磁滞的大小取决于磁滞回线面积的大小，而面积又主要取决于矫顽力，矫顽力只与不可逆过程相连系。 根据反磁化过程的阻滞原因分析，磁滞机制可分为： 不可逆壁移 不可逆畴转 反磁化核成长 一、不可逆壁移 我们前面在不可逆壁移磁化过程中分别推出了在应力与杂质作用下的 ，故利用 可得： 1)、M从正向值变到反向值经过M=0时的磁场强度—内禀矫顽力MHc，即是发生大巴克豪森跳跃的临界点（b点）。 2)、大块材料的Hc是各晶粒的Hc的平均效果。如教材P347图6－35。所以实际上Hc要略大于 ，一般： 3)、软磁材料，要求Hc小； 永磁材料，要求Hc大。 H M a b Mr c d mHc 壁移反磁化过程 Hc Mr 可逆过程 小巴克豪森跳跃 大巴克豪森跳跃 大块单轴多晶体的磁滞回线 二、反磁化核成长引起的磁滞 畴壁位移的先决条件是要有畴壁存在，即有与磁化方向相反的磁畴（反磁化畴）存在。当样品已磁化到饱和时，似乎这种反磁化畴不可能存在，故而畴壁的不可逆位移也不可能进行，但实际并非如此。 在大块材料中，不可能完全避免局部的内应力与杂质，这些局部小区域内的M与其他区域不一致，所以即使磁化到饱和，他们也未转过去，从而形成“反磁化核”，如果加一定强度的反向的磁场，则这些反磁化核将逐步长大而成为“反磁化畴”，产生畴壁，为反磁化过程中的壁移创造条件。 通过反磁化核发生与长大来进行壁移的过程有两个阶段： H下，反磁化核发生与长大,形成反磁化畴， 长大后的反磁化畴进行可逆与不可逆壁移。 1、发动场理论（德棱W.Doring,1938年—反核长大问题） 反磁化核长大的条件，从能量上看，就是随着反磁化核的长大，其能量必须降低。 而由于反磁化核的长大（体积增大dV），必然引起： 畴壁面积增大dS，? Δγ=γωdS 反磁化核形状变