What什么是磁介质.PPT

§3 物理前沿专题——纳米磁性材料 纳米磁性材料 小尺寸效应 表面效应 1）纳米结构的特点 宏观量子隧道效应 量子尺寸效应 §3 物理前沿专题——纳米磁性材料 纳米磁性材料 高饱和磁化强度，高居里温度：如纳米Fe2Co合金； 超高的矫顽力：20nm的纯铁粒子比铁块的约大1000倍； 2）特殊磁性 特有的巨磁电阻效应：一定磁场下，电阻急剧减小。在Fe/Cr/Fe多层膜中首次发现。可作为高密度读出磁头和磁存储元件材料。 超顺磁性：粒子尺寸小到一定程度，矫顽力为0； §3 物理前沿专题——纳米磁性材料 纳米磁性材料 III 氢电弧等离子体方法 I 机械球磨法 3）制备方法 II 磁控溅射沉积法 如纳米Fe2Co合金 如纳米Fe/Ag合金 如纳米Fe粒子 袁品仕等:纳米磁性材料Fe2Co 合金制备的研究进展，功能材料，2005 Cui Z L等: Materials Science Engineering,2000,A286,205~207 IV 电化学沉积方法 张立德，纳米材料，化学工业出版社，2000，北京 §3 物理前沿专题——纳米磁性材料 纳米磁性材料 《应用物理快报》发表电工所强磁场新材料研究成果 作者:中科院电工所????发表时间:2006-10-16????摘自:中国科学院网站　　在国家自然科学基金委、中科院的大力支持下，中科院电工研究所马衍伟研究小组开展了一系列关于强磁场极端条件下新材料合成的研究，并取得重要进展。最近，他们首次对新型钙钛矿YNixMn1-xO3磁性薄膜进行了强磁场热处理试验研究，发现晶粒随着磁场的增大而明显增大，结晶性随磁场增加而得到显著改善，相应地薄膜的磁性能也得到大幅度提高。被国际同行专家认为是当前强磁场新材料领域中的一项开拓性工作。相关研究成果发表在10月9日出版的、由美国物理学会主办的《应用物理快报》上(Appl. Phys. Lett. 89 (2006)152505)。 大学物理 磁介质 What？什么是磁介质？ 顺磁质、抗磁质和铁磁质（软磁和硬磁） 分子电流观点 Why？为什么要研究磁介质？ How？如何进行研究？ 电介质：影响电场大小 磁介质：影响磁场大小 磁荷观点 磁介质 §1 分子电流观点 §2 介质的磁化规律 内容简介 §1 分子电流观点 一 磁介质的磁化 1. 磁介质的磁化机理 每个磁分子等效一个圆电流 铁磁质中可观察到磁畴 原理解释：考虑一段插在线圈中的软铁棒 未磁化 磁化 （杂乱无章） 磁化场 取向一致 附加磁场 通电 §1 分子电流观点 一 磁介质的磁化 2. 等效分子环流的磁矩 磁场中的载流线圈会收到磁力矩作用 S为载流线圈所包围的面积 载流线圈的磁矩定义为： （P119） §1 分子电流观点 由于收到磁化场的作用，分子环流的磁矩取向一致。 如 长直螺线管内部充满均匀的各向同性介质将被均匀磁化 均匀磁场 螺线管截面 3. 磁化强度矢量M 磁化强度矢量M能够反映出介质磁化状态 §1 分子电流观点 3. 磁化强度矢量M 磁化强度与磁化电流的关系： 平均分子磁矩： j’为表面磁化电流密度 I’为磁化电流，闭合路径L为沿磁介质表面任意路径。 对比电介质 §1 分子电流观点 二 磁介质内的磁感应强度 有磁介质时的总场是 传导电流产生 磁化电流产生 介质的相对磁导率 顺磁质 抗磁质 铁磁质 在介质均匀充满磁场的情况下 §1 分子电流观点 三 有磁介质时的安培环路定理和高斯定理 设：I0─ 传导电流 I? ─ 磁化电流 磁介质 I? 定义 I0 L 1. 安培环路定理 H磁场强度矢量 §1 分子电流观点 得： H 的单位： 真空： 奥斯特 Oe（SGSM） A/m （ SI ）； 磁场强度 的环路定理 §1 分子电流观点 各向同性线性磁介质 ─ 磁导率 令 则有 将 代入 得 2. 高斯定理 该结论对传导电流或介质中的磁化电流都适用。 §1 分子电流观点 磁场强度 安培环路定理 磁介质 电介质 对比 电位移 高斯定理 电位移 §1 分子电流观点 解：由安培环路定理 r I 例：一根长直单芯电缆的芯是一根半径为R的金属导体，它和导电外壁之间充满相对磁导率为?r的均匀介质。今有电流I均匀地流过芯的横截面并沿外壁流回。求磁介质中磁感应强度的分布。 §2 介质的磁化规律 一 磁化率和磁导率 各向同性线性磁介质 介质的磁化率 介质的相对磁导率 顺磁质 抗磁质 铁磁质 在介质均匀充满磁场的情况下 §2 介质的磁化规律 二 顺磁质和抗磁质 无外磁场 顺 磁 质 的 磁 化 分子圆电流和磁矩 有外磁场 §2 介质的磁化规律 同向时 反向时 无外磁场时抗磁质分子磁矩为零 抗磁质内磁场 抗磁质的磁化 §2 介质的磁化规律 三 铁