第一章_磁性基础知识 1.ppt

磁性功能材料 Magnetic Functional Materials ;; 磁与电究竟存在什么联系?;物质的磁性;磁性的起源Origin of Magnetism;电子的轨道磁矩和自旋磁矩;磁矩:μm= iS (A·m2)磁矩是表示磁体本质的一个物理量。任何一个封闭的电流都具有磁矩ｍ=I?S。其方向与环形电流法线的方向一致，其大小为电流与封闭环形的面积的乘积IΔS。 磁偶极矩:jm= ml (Wb·m) , 其中m为磁偶极子的磁极强度. 两个磁极间作用力：F =（m1m2）/（4πμ0 r2) jm = μ0 μm , 其中μ0= 4π×10-7 H/m;磁化强度 M 定义为物质单位体积的磁矩：;磁场强度（H）：电流为 I 的电流在一个每米有N匝线圈的 无限长螺旋管轴线中央产生的磁场强度 H 为： H = n × I A/m （安/米） 无限长载流直导线的磁场强度 H 为： H= I/（2πr） 磁感应强度(B ):物质在外磁场作用下，其内部原子磁矩 的有序排列还将产生一个附加磁场。在磁性材料内部外加 磁场与附加磁场的和,单位为T（特斯拉）或Wb/m2。;在真空中磁感应强度B与磁场强度H间的关系为： B=μ0H 在磁性材料中： B=μ0（H+ M） 在均匀的磁性材料中，上式的矢量和可改成代数和： B=μ0（H+M） 磁性材料的磁导率定义为磁感应强度与磁场强度之比： μ=B/H μ0 : 真空磁导率; μ: 绝对磁导率，单位为 H/m， μr: 相对磁导率 μr =μ/μ0 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比： χ= M/H ;磁化率?和磁导率?;磁感应强度: B (特斯拉) 磁场强度: H (安/米) 磁化强度: M (安/米) 物质磁化后的总磁场为B： B=μ0（H+M） B = μ0 （1+ χ ）H B = μ H ? = B/H;Definitions of Three Magnetic Vectors: H??????Magnetic field, 磁场强度 M??????Magnetization, 磁化强度 B??????Magnetic induction, 磁感应强度 ?; 电磁学的单位由于历史的原因曾有过多种，有静电制(CGSE)，静磁制(CGSM) ，高斯制，以及目前规定通用的国际单位制（MKSA)，加之历史上对磁性起源有过不同的认识，至目前为止，磁学量单位的使用上仍存在着一些混乱，较早的文献多使用高斯制，目前虽多数文献采用了国际单位制，但仍不时有使用高斯单位制出现的情况。因此必须熟悉两种单位制之间的换算：;Two Units:; 磁学量;Quantity;退磁场;Hex;;旋转椭球的极限情况：;NiFe坡莫合金：;退磁场能：它是在磁化强度逐步增加的过程中逐步积累起来的，单位体积内;1.2 材料的磁化;退磁场对样品磁性能的影响是明显的：;环状样品退磁场为零;见应用磁学p20;1.3 磁学基础－物质磁性的分类;顺磁性起因于原子或分子磁矩，在外加磁场作用下趋于沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度的附加磁场。顺磁性是一种弱磁性。顺磁性材料多用于磁量子放大器和光量子放大器，在工程上的应用极少。顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。;H;物质内部原子磁矩的排列 a:顺磁性 b:铁磁性 c:反铁磁性 d:亚铁磁性 ;磁性的分类;物质的各种磁性;顺磁性; 在反铁磁性中，近邻自旋反平行排列，它们的磁矩因而相互抵消。因此反铁磁体不产生自发磁化磁矩，显现微弱的磁性。反铁磁的相对磁化率?的数值为10-5到10-2。与顺磁体不同的是 自旋结构的有序化。; 反铁磁自旋有序，首先是由舒尔和司马特利用中子衍射实验在MnO上证实。MnO的晶体结构是Mn离子形成面心立方晶格，O离子位于每个Mn-Mn对之间。从中子衍射线，超过奈耳点的室温衍射图与奈耳点以下80K温度的衍射图比较，看到低于奈耳点的衍射图有额外的超点阵线，通过分析得