铁磁质的特性与应用.doc

铁磁质的特性与应用 罗军（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011） 指导老师：马业万 摘要：铁磁质材料被广泛的应用于我们的社会生活中，本文主要通过介绍铁磁质的磁化机理和失去磁化后所表现的性质不同，以及铁磁质材料在不同领域中的应用，论证了居里点的不同决定了一种铁磁质特性的不同，得出了不同的铁磁质因其特性的不同而被应用于不同的生产生活领域。磁介质可以分类为顺磁质、抗磁质和铁磁质，而根据铁磁质的矫顽力的大小，将铁磁材料分成软磁、硬磁和矩磁材料。 关键词：居里点，磁滞，矫顽力，磁介质，铁磁质 铁磁质的特性 铁磁性，是指一种材料的磁性状态，具有自发性的磁化现象的性质。什么是自发性的磁化现象？简单的说，对于某种材料而言，他们受到外界磁场的影响而被磁化，然而当外部磁场取消之后却依然能够保持这种磁性，那么我们就说，这种材料具有自发性的磁化现象，也就是具有铁磁性了！这样说来，就可以很容易地把永久磁铁和这种性质相联系吧？是的，永久磁铁都具有铁磁性或亚铁磁性。 在磁场的作用下能发生变化并能反过来影响磁场的媒介叫做磁介质。磁介质在磁场作用下的变化叫做磁化。铁磁质是一种性能特异、用途广泛的磁介质，铁、钴、镍及其许多合金、稀土族金属（在低温下）以及含铁的氧化物（如）等铁介质都属于铁磁质。 磁场对磁场中的物质的作用称为磁化，在磁场中影响原磁场的物质称为磁介质。磁化后介质内部的磁场与附加磁场和外磁场的关系为(是总磁感强度，是外加磁感强度，是附加磁感强度)： 0顺磁质（锰、鉻、铂、氧、氮等） 0抗磁质（铜、铋、硫、氢、银等） 铁磁质（铁、钴、镍等） 在介质均匀充满磁场的情况下定义。 顺磁质的磁化：在顺磁质内任意取一提及元，其中各分子磁矩的矢量和将有一定的量值，因而在宏观上呈现出一个与外磁场同向的附加磁场，这就是顺磁性的起源。它是一切磁介质所共有的性质。 抗磁质的磁化：抗磁材料在外磁场的作用下，磁体内任意体积元中大量分子或原子的附加磁矩的矢量和有一定的量值，结果在磁体内激发一个和外磁场方向相反的附加磁场，这就是抗磁性的来源。 磁化强度是反映磁介质磁化程度（大小与方向）的物理量。单位体积内所有分子固有磁矩的矢量和加上附加磁矩的矢量和，称为磁化强度，用表示。 均匀磁化 非均匀磁化 磁化强度的单位： A/m 对于一切顺磁质或抗磁质来说，它们的绝对磁导率或相对磁导率是常数，或者说B和H成正比，如果把B看成是H的函数，那么它的函数图像是一条直线 但对于所有的铁磁质来说，情况就不同了，实验表明，B和H不是简单的正比关系，而是比较复杂的函数关系 如图-1所示，B-H实验曲线通常称为磁化曲线，当H从零开始增大时，B也逐渐增大（0-段）；H再继续增大时，B急剧上升（-b段），在曲线-c段中，B随H的增大又缓慢下来；到达 点后，再继续增大H时，B几乎不再增加，此时的磁感应强度叫做饱和磁感应强度。图为强磁物质磁滞现象的曲线。一般说来,铁磁体等强磁物质的磁化强度M或磁感应强度B 不是磁场强度H的单值函数而依赖于其所经历的磁状态的历史。以磁中性状态(H =M=B=0)为起始态,当磁状态沿起始磁化曲线0ABC磁化到 C点附近（如图）时，此时磁化强度趋于饱和,曲线几乎与H轴平行。将此时磁场强度记为Hs,磁化强度记为Ms。此后若减小磁场，则从某一磁场(B点)开始,M随H 的变化偏离原先的起始磁化曲线,M的变化落后于H。当H 减小至零时,M不减小到零,而等于剩余磁化强度Mr。为使M减至零,需加一反向磁场-,称为矫顽力。反向磁场继续增大到-Hs时,强磁体的M将沿反方向磁化到趋于饱和-Ms,反向磁场减小并再反向时，按相似的规律得到另一支偏离反向起始磁化曲线的曲线。于是当磁场从Hs变为－Hs,再从－Hs变到 Hs时，强磁体的磁状态将由闭合回线CBDEFEGBC描述,其中BC及EF两段相应于可逆磁化,M为H 的单值函数。而BDEGB为磁滞回线。在此回线上,同一H可有两个M值,决定于磁状态的历史。这是由不可逆磁化过程所致。若在小于Hs的±Hm 间反复磁化时,则得到较小的磁滞回线。称为小磁滞回线或局部磁滞回线(见磁化曲线)。相应于不同的Hm,可有不同的小回线。而上述 BDEGB为其中最大的。故称为极限磁滞回线。H大于极限回线的最大磁场强度Hs时,磁化基本可逆；H小于此值时,M为H的多值函数。通常将极限磁滞回线上的Mr及Hc定义为材料的剩磁及矫顽力,为表征该材料的磁特性的重要参量。铁磁质具有很大的磁导率，在外磁场的作用下将产生量值很大的磁感应强度，其值与铁磁质的磁化历史有关。? 如上图1-2，不同材料具有不同的矫顽力Mr，所谓矫顽力，就是指使已被磁化后的铁磁质的磁感应强度降为零所必须施加的磁场强度。当外部磁场变为零时磁体是有磁性的，那么