材料物理基础-材料磁学.ppt

材料物理基础;;4 材料的磁学;4 材料的磁学;;;朗之万(Langevin)将经典统计理论应用于具有固定原子磁距的系统→居里定律，对顺磁性作了唯象解释。 外斯(Weiss)在朗之万理论基础上→两个假说：分子场假说和磁畴假说→发展成研究物质铁磁性的两大分支。 原子具有一定大小磁距的假设在经典物理学中是无法接受的。因为范列温(Van Leeuwen)已经证明：从经典力学出发的统计物理学不可能得出存在平均磁距的结论。 原子具有磁距的结论是在量子力学的基础上建立起来的。原子物理学的量子理论证明：过渡元素的原子具有一定大小的固定磁距(既来自电子的轨道运动，也来自电子的自旋。);;;;基本磁性参数;;;;;;;材料磁性的微观机理;;按照量子力学理论，轨道电子的运动状态应以波函数 表示，其中n,l,m,s是表征状态的四个量子数。; ;;;;材料磁性的分类;;;;;材料磁性的热力学关系;;;;;;;;;;;;;;;;; 材料的铁磁性理论;物质具有铁磁性的基本条件： (1) 物质中的原子有磁矩 (2) 原子磁矩之间有相互作用 实验事实：铁磁性物质在居里温度以上是顺磁性；居里温度以下原子磁矩间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性。 相互作用的强度 这个相互作用是什么？首先要估计这个相互作用有多强。铁的原子磁矩为 2.2 ?B = 2.2x1.17x10-29，居里温度为 103 度，而热运动能 kBT = 1.38x10-23x103。假定这个作用等同一个磁场的作用，设为Hm，那么 2.2??B?Hm? kBT Hm?109 A?m-1(?107 Oe);;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;矫顽力;磁能积;;动态磁滞回线包围的面积大，表明在动态磁化过程中，材料内的磁损耗除了磁滞损耗之外，同时还存在涡流损耗和剩余损耗。而在静态磁化中，材料内的磁损耗仅仅只有磁滞损耗。;复数磁导率;复数磁导率的表达式说明了动态磁化过程中，在铁磁体内既有磁能的储存(即实部)，又有磁能的损耗(即虚部)。所以复数磁导率实部又叫弹性磁导率，相当于静态磁化时的磁导率，是一个实数，决定于单位体积铁磁体在动态磁化过程中的磁能储存量，其大小为 。其虚部又叫粘滞性磁导率，代表单位体积的铁磁体在交变磁场中每磁化一周??磁能损耗，其大小为 。在交变磁场中，B落后于H是由于损耗引起的，故B落后于H相位差δ又称为损耗角。;;Thank You !