第5节 磁性材料.ppt

磁 性 材 料（Magnetic Materials） 某些物质当它们受到外磁场H作用后，感生出与（H）方向相反的磁化强度（M），磁化率＜0，这种磁性称为抗磁性。 表现出磁化率小于零的物质称为抗磁性物质。 抗磁性物质有；惰性气体、大部分有机化合物、若干金属(如Bi、Zn、Ag和Mg等)、非金属(如Si、P和S等)。 电子壳层都是填满的，所以，原子磁矩等于零或虽原子的磁矩不为零，但由原子组成的分子的总磁矩为零。 许多物质在受到外磁场作用后，感生出与磁化磁场同方向的磁化强度，磁化率＞0，但数值很小，仅显示微弱磁性。这种磁性称为顺磁性。 顺磁性物质：稀土金属和铁族元素的盐类、除Be以外的碱金属和碱土金属以及在居里温度以上的铁磁元素Fe、Ni、Co。 具有未填满的电子壳层，所以顺磁性物质有一个固有原子磁矩，但各原子磁矩的方向混乱，对外不显示宏观磁性，在磁化磁场作用下，原子磁矩转向磁场方向，感生出与外磁场方向一致的磁化强度M。在外磁场中，顺磁性物质显示微弱的磁性。 铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率＞0，而且数值大到10－106数量级，其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。这种类型的磁性称为铁磁性。 磁性很强，通常所说的磁性材料主要是指这类物质。 磁滞现象 铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性；在居里温度以上，由于受到晶体热运动的干扰，原子磁矩的定向排列被破坏，使得铁磁性消失，这时物质转变为顺磁性。 自发磁化 铁磁性物质内的原子磁矩，通过相邻晶格结点原子的电子壳层的作用，克服热运动的无序效应，原子磁矩是按区域自发平行排列、有序取向，按不同的小区域分布，这种现象称为自发磁化。 磁畴 自发磁化的小区域，称为磁畴。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 软磁材料－铁芯材料 主要是高镍含量的铁镍合金。我国的高镍高导磁合金有六个牌号:1J76、1J77、1J79、1J80、1J85和1J86，镍含量76%～86%。其基本性能：μm 125-187mH/m, Hc 1.4-3.2A/m, Bs 0.6-0.75T, ρ 55-62×10-8·m 高导磁合金 在弱场下具有很高的初始磁导率和最大磁导率，有较高的电阻率，因而适合在交流弱磁场中使用，如各种音频变压器、互感器、磁放大器、音频磁头、精密电表中的动片与静片等。主要用于收音机、电视机和通讯器材等。 恒导磁率的获得：冷轧后于1000℃下进行再结晶退火，可以得到(001)[100]织构。再将其以50%的轧制率进行冷轧，可以生成单轴轧制型磁各向异性。对合金进行横向磁场热处理(外加磁场方向垂直于使用中的磁化方向)，可使其磁化率在很大范围内保持恒定不变。 恒导磁率合金 软磁材料－铁芯材料 成分范围：含Ni55～75%的铁镍合金，国产恒导磁率合金牌号为1J66(Fe-w(Ni)65%)， 主要用途：恒电感器，也可用于单极脉冲变压器。 软磁材料－铁芯材料 Bs（约1T）、磁导率和矫顽力介于高磁饱和材料和高导磁材料之间，电阻率较高。适用于较高的频率，中、弱磁场范围。1J46和1J50合金主要用于制作小功率变压器、微电机、继电器、扼流圈和电磁离合器的铁心，以及磁屏蔽罩、话筒震动膜等。1J54合金具有更高的电阻率与低的矫顽力，主要用于脉冲变压器、音频和高频通讯仪器等。低镍的Fe-Ni36%合金的Bs和电阻率ρ介于1J50和1J54合金之间，合金价格便宜，主要用于要求高Bs，而对磁导率要求不高的条件下制备高频滤波器、脉冲变压器及灵敏断电器等。 中磁饱和中磁导率合金 成分：低镍和中镍的铁镍合金，1J46、1J50和1J54 软磁材料－磁记录材料 （一）磁记录介质材料 要求:材料具有高的剩余磁化强度、陡的B-H曲线、大的B/H值、微细的粒子尺寸、粒子磁性的一致性及合适的矫顽力值。 用途：磁带，磁盘等 记录介质材料：磁性颗粒（如-Fe2O3）涂覆在高分子基片上发展到磁性薄膜记录介质 软磁材料－磁记录材料 材 料 剩磁 （T） 矫顽力 （A/m） 居里点 （℃） 用途和磁性层厚度 γ-Fe2O3 0.025～0.11 8000～24000 675 磁带:5～12微米 Co-γ-Fe2O3 0.13 48000 520 磁盘:1～2微米 CrO2 0.13 40000 120 磁带:5微米 Fe60Co40粉末 0.2 40000 1000 ? Co-Ni-P连续膜 1.2 4000