第七章 稀土磁性料.ppt

稀土磁性材料 ;一 材料磁性能的基本知识;磁化强度和磁化率;1.2 磁性的分类与宏观表现;磁性分类及特征 ;磁性宏观表征;② 亚铁磁性物质 如铁氧体(M2+Fe23+O4)等， 是一些复杂的金属化合物，比铁磁体更常见。 它们相邻原子磁矩反向平行，但彼此的强度不相等，具有高磁化率和居里温度。;③ 顺磁性物质 　存在未成对电子 → 永久磁矩。Pr，MnAl，FeSO4·7H2O， Gd2O3 …；在居里温度以上的铁磁性金属Fe, Co, Ni等。 居里温度 由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度(Tc)。;④ 抗磁性物质 不存在未成对电子 → 没有永久磁矩。惰性气体，不含过渡元素的离子晶体，共价化合物和所有的有机化合物，某些金属和非金属。 ;⑤ 反铁磁性物质 FeO，FeF3，NiF3，NiO，MnO，各种锰盐以及部分铁氧体ZnFe2O4等，它们相邻原子的磁矩反向平行，而且彼此的强度相等，没有磁性。;1.3 铁磁性的的宏观表征;（2）磁滞回线;A.饱和磁化强度MS 　　　是永磁材料极为重要的参数。永磁材料的饱和磁化强度越高越好，它标志着材料的最大磁能积和剩磁可能达到上限值越高。 B.居里温度TC 　　　 强铁磁体由铁磁性和亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度或居里点（Tc）。居里点高的材料好，居里点高标志着永磁材料的使用温度也高。;C.各向异性场HA（ 或Hk ） 　　　 材料在某一方向的磁晶各向异性性能最低，称为易磁化方向。磁晶各向异性性能最高方向，称为难磁化方向。 D.剩磁Br 　　　 铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的Mr或Br简称为剩磁。Mr称为剩余磁化强度，Br称为剩余 磁感应强度。其值也要求大，约为Br﹥10-1T（特斯拉） ;E.磁能积(BH)m 　　　 最大磁能积[(BH)max ]或简写为[ (BH)m]是退磁曲线上磁感应强度 Br 和磁场强度 H 乘积的最大值，此值越大，说明单位体积内储存的磁能越大，材料的性能就越好。 F.矫顽力 　　　铁磁体磁化到饱和以后，使它的的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力Hc。它表征材料抵抗退磁作用的本领，Hc值要大，一般为Hc﹥103A/m ;1.4 磁性材料中磁畴的结构;磁畴示意图;磁畴壁示意图;宏观物体一般总是具有很多磁畴，这样，磁畴的磁矩方向各不相同，结果相互抵消，矢量和为零，整个物体的磁矩为零，它也就不能吸引其它磁性材料。 也就是说磁性材料在正常情况下并不对外显示磁性。只有当磁性材料被磁化以后，它才能对外显示出磁性。;1.5 磁性材料的性能——软磁与硬磁;几种主要磁性材料的退磁曲线;1.6 磁性材料分类;（4）按磁化率分类 宏观磁体由许多具有固有磁矩的原子组成。 　　当原子磁矩同向平行排列时，宏观磁体对外显示的磁性最强。 　　当原子磁矩紊乱排列时，宏观磁体对外不显示磁性。 宏观磁体单位体积在某一方向的磁矩称为磁化强度M： M = ∑?原子/ V;磁化率? 及 磁导率? 　　任何物质在外磁场作用下，除了外磁场H外，由于物质内部原子磁矩的有序排列，还要产生一个附加的磁场M。 　　在物质内部外磁场和附加磁场的总和称为磁感应强度B： B = ?o(H+M) ?o -- 真空磁导率 ? = M / H ? -- 磁化率 ? = B / H ? -- 磁导率 ;;26;二 稀土磁性材料磁性的来源;2.2 与d族过渡金属元素磁性的对比; d. 有些 稀土化合物有很高的磁光旋转能力； e. 稀土元素的磁性居里温度低； f. d族元素的自旋-轨道磁距相互作用较弱，轨道相互作用强，在外磁场的作用下，磁场主要作用于自旋矩，而轨道矩被“冻结”. 稀土元素的自旋-轨道相互作用较强，其有效磁矩μeff不仅取决于自旋量子数S，还取决于轨道量子数（偶合），;三 稀土磁性材料; 3.1 稀土永磁材料;概述;稀土永磁材料（或合金）定义：稀土永磁材料，即稀土永磁合金，含有作为合金元素的稀土金属，它的永磁性来源于稀土与3d过渡族金属形成的某些特殊金属间化合物。 稀土永磁材料的力学性能：到目前为止，让人们对稀土永磁材料的力学性能研究很少，而且由于稀土永磁材料属脆性材料。稀土永磁材料的抗拉、抗弯强度均较低，但抗压强度较高；且其断裂韧性KⅠC比普通金属低1～2个数量级。;稀土永磁材料的特点及发展概况;发展;趋势;稀土永磁材料的结构;稀土永磁材料的晶体结构;1:5型--- SmCo5;2:17型--- Sm2Co17;14:2:1型---Nd-Fe-B;RE-Fe-