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磁性材料的认识与应用(PPT)

磁性材料磁性材料对我们并不陌生，早在3000年以前就被人们所认识和应用，而且现代磁性材也已经广泛的应用在我们的生活之中与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。所以通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。司南留声机磁盘磁卡

一、磁性材料的历史最早被发现的磁性材料是磁铁，即为天然的磁铁矿，但最早使用磁铁的应该是中国人。据记载黄帝大战蚩尤的时候使用过磁材料，也就是指南车。在战国时代，人们就用一根磁铁放在有刻度的盘上用来占卜。而且在两宋时期，就出现了人工磁铁。虽然磁铁出现的早，但发展的十分缓慢，直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)，随后，20世纪50年代制造出铁氧体(Ferrite)，70年代制造出稀土磁铁，包括钕铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)。

二、磁性材料的分类（1）人们一般把磁性材料分成金属磁性材料和铁氧体磁性材料两大类。前者以纯金属和各种合金为原材料，后者则以氧化铁和其他各种金属氧化物为原料。为了使用方便可将上面材料细分为永磁材料，软磁材料，旋磁材料以及磁信息材料。例如：核磁共振成像仪、粒子加速器、发电机、参量放大器、磁带等。核磁共振仪粒子加速器发电机

二、磁性材料的分类（2）当然也有的人们将磁性材料按性质分为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料。随着磁性材料的发展以及各方面的需要，分类以及归纳的方法也不尽相同。电工钢镍基合金铁氧体材料

三、磁性材料的基本特性磁性材料具有磁有序的强磁性物质，广义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性物质磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质。1.磁性

2.磁性材料的磁化曲线磁化曲线是表征物质磁化强度(B)与磁场强度（H）的依赖关系的曲线。铁磁体的磁滞回线B随H变化的全过程如下：当H按O→Hm→O→－Hc→－Hm→O→Hc→Hm的顺序变化时，（1）磁滞回线Oa为起始磁化曲线Bm点为饱和磁化强度Br为剩余磁感应强度Hc为矫顽力B相应O→Bm→Br→O→－Bm→－Br→O→Bm的顺序变化

(2)基本磁化曲线对于同一铁磁材料，若开始时不带磁性，依次选取磁化电流为I1、I2、…Im(I1I2…Im)则相应的磁场强度为H1、H2、…、Hm。在每一个选定的磁场值下，使其方向发生两次变化（即H1→-H1→H1,…Hm→-Hm→Hm等），则可得到一组逐渐增大的磁滞回线我们把原点o和各个磁滞回线的顶点a1、a2、…、a所连成的曲线，称为铁磁材料的基本磁化曲线（图1）。基本磁化曲线（图1）退磁曲线（图2）在理论上，要消除剩磁Br，只需通一反方向磁化电流，使外加磁场正好等于铁磁材料的矫顽磁力就行。实际上，矫顽磁力的大小通常并不知道，因而无法确定退磁电流的大小。我们从磁滞回线得到启示：如果使铁磁材料磁化达到饱和，然后不断改变磁化电流的方向，与此同时逐渐减小磁化电流，以至于零，那么该材料得磁化过程就是一连串逐渐缩小而最终趋于原点的环状曲线，如图2所示。当H减小到零时，B亦同时降为零，达到完全退磁。

3.磁材料常用的性能参数饱和磁感应强度Bm：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。矩形比：Br∕Bm。矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。磁滞损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗，降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc。最大磁能积：最大磁能积是退磁曲线上磁感应强度（B）和磁场强度乘积（H）的最大值。这个值越大，说明单位体积内存储的磁能越大，材料的性能越好。

四、磁性材料的应用1.永磁材料永磁材料经磁化后，去除外磁场仍保留磁性，其性能特点是具有高的剩磁、高的矫顽力。永磁材料包括铁氧体和金属永磁材料两类。铁氧体的用量大、应用广泛、价格低，但磁性能一般，用于一般要求的永磁体。金属永磁材料中