磁性材料及软磁铁氧体科普.pdfVIP

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

磁性及软磁铁氧体材料

磁性及其普遍性

随着科学技术的发展，已揭示出一切物质都具有磁性，任何空间均存在磁场。磁性在生

产和技术、科研和国防、以及家庭生活中有广泛的应用。

磁性是物质的基本属性

1）发电机和电动机等电气化设备，是以磁场的作用和磁性材料为基础进行能量转换的。

2）在信息化中，如计算机需要使用多种的磁记录器和磁存储器。

3）在高能加速器和粒子检测器中以及高温等离子体装置中，都需要使用强磁场。

4）磁场是多种研究原子核和基本粒子的加速器和检测器所必需的重要设备。

5）在生物学和医方面，利用弱的生物磁性和极微弱的生物磁场的变化进行生理和病理方

面的研究以及疾病的诊断。

地磁

地球具有磁性，又称“地球磁场”或“地磁场”，指地球周围空间分布的磁场。地球磁场近

似于一个位于地球中心的磁偶极子的巨大的地磁场。

它的磁南极（S）大致指向地理北极附近，磁北极（N）大致指向地理南极附近。赤道附

近磁场最小（约为0.3-0.4Oe），两极最强（约为0.7Oe）。地球表面的磁场受到各种因素的影

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响而随时间发生变化。

司南—铁磁材料应用的起源

中国是磁的故乡。早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象,并在

世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用。

公元前4世纪，中国发明了司南。后来，出现了指南车。

司南指南车

公元前3世纪，战国时期，韩非子中这样记载：“先王立司南以端朝夕”。鬼谷子

中记载：“郑人取玉，必载司南，为其不惑也”。

公元1世纪，东汉，王充在论衡中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。

公元1044年，北宋曾公亮、丁度等修撰的《武经总要》中有应用磁石的水浮型指南针制

法的叙述。

公元11世纪，北宋，沈括在梦溪笔谈中提到了指南针的制造方法：“方家以磁石磨

针锋，则能指南水浮多荡摇，指抓及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬

之最善。”沈括的《梦溪笔谈》指出铁针所指不是正南而微偏东。

指南针的发明标志着人类文明的一大进步，朱或所著的《萍洲可谈》（约在1119年）提

到：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦则观指南针。”

近代西方磁学发展

公元17世纪，英国的吉尔伯特发表了世界上第一部磁学专著论磁石。公元18世纪，

瑞典科学家在磁学著作中对磁性材料的磁化作了大胆的描绘。

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吉尔伯特

公元19世纪，近代物理学大发展：电流的磁效应、电磁感应等相继被发现和研究，同时

磁性材料的理论出现。

法拉第安培韦伯高斯

涌现出了法拉第、安培、韦伯、高斯、奥斯特、麦克斯韦、赫兹等大批现代电磁学大师。

20世纪初，法国的外斯提出了著名的磁性物质的分子场假说，奠定了现代磁学的基础。

奥斯特麦克斯韦赫兹外斯

材料磁性的起源

材料的磁性起源于材料体系的电子特性，电子是电荷与自旋的统一载体。

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电荷自旋

电子是自旋和电荷的统一载体

为什么材料会表现出不同的磁性？

在晶体中，轨道与轨道、轨道与自旋、自旋与自旋的直接或间接的相互作用以及这些磁

矩对外磁场响应的特