磁性和磁性材料.ppt

磁性和磁性材料主要参考书: (1) 严密彭晓领编著,磁性基础与磁性材料,浙江大学出版社, 2006 年出版.(2) 姜寿亭李卫编著,凝聚态磁性物理,科学出版社, 2003 年出版.(3)( 美). 奥汉德利著,现代磁性材料原理和应用,化学工业出版社,2002 -描述物质磁性的一些主要物理量、材料的磁化过程、物质磁性和磁性材料的分类. 静磁现象(1 ) 磁矩磁铁可以吸引铁屑-周围空间存在磁场-磁场可用磁力线来形象地描述-磁力线从 N极到 S极形成闭合曲线,且永不相交. 2 , [A m ] iSm?? ??通电导线也产生磁场-小磁体的磁场相当于小的平面电流回路产生的磁场-平面电流回路的电流和回路面积的乘积称为磁矩:-适用于原子中电子轨道运动是矢量-右手螺旋 m??(2) 磁化强度(3) 磁场强度和磁感应强度 B ?H ?IH ? m1 , [A m ] iiVM ??? ?????-描写物质磁化状态-按安培分子环流假设,设分子磁矩为 ,磁化强度定义为 m?? M ?-描述磁场的两个参量是磁场强度和磁感应强度, 的单位 .常见的电流磁场有: 1 A m ?? H ?B ?H ?无限长载流导线的磁场: r IH?2 ?方向-右手螺旋载流环形线圈圆心处的磁场: 2 IHr ?无限长螺线管的磁场 H nI ? I H ?在某些情况下,确定磁场效应的是磁感应强度 B,定义为 0 ( ), [T] B H M ?? ?? ??在真空中, , 与平行,在磁体不是. 0 0, M B H ?? ?? ?? H ?B ?上述量均为国际单位制(SI), 文献中常采用高斯单位制(CGS). 在 CGS 制中,的单位是奥斯特( Oe ),的单位是高斯(Gs), 表为 04 B H M ? ?? ?? ?? B ?H ?(4) 磁化率和磁导率定义磁导率μ为 01 BH ? ?????(2) 最大磁导率 max max 01BH ??? ??? ?? ? H B H i00 lim 1 ????H→0时磁导率的极限值,弱磁场下重要参数. (1) 起始磁导率-磁导率是表征磁性材料的磁性、导磁性及磁化难易程度的物理量,,材料的磁导率有: 由此可将磁感应强度写作 0 (1 ) B H ? ?? ?? ? B ?磁场中的磁体的磁化强度与磁场强度的关系为 M H ??? ? M ?H ??称为磁体的磁化率. (3) 复磁导率在交变磁场中磁化时B与 H 间存在位相差,磁导率只能用复数表示. ????????i ~ (6) 微分磁导率 H Bd d1 0 diff???起始磁化曲线上任一点的斜率. (7) 不可逆磁导率 rev diff irr?????描述不可逆磁化性质. 连接原点 O与起始磁化曲线上任一点的直线的斜率称为总磁导率μ tot. ΔHH ΔBμ iμ max BOH μμ tot μ revμ max μ diff O (4) 增量磁导率 H B????01??在恒定磁场上叠加一个小交变磁场所表现出来的磁导率, ΔB和ΔH为交变磁感应强度和磁场强度的峰值。(5) 可逆磁导率?????? 0 rev lim H 增量磁导率在ΔH→0时的极限值. (5) 退磁场 N 称为退磁因子,取决于材料的形状. -如沿长轴磁化样品,细长的 N≈0,短粗的 0- y 可以证明,椭球体的三个主轴方向退磁因子间存在如下简单关系:1 x y z N N N ? ??对球体, 13 x y z N N N ? ??对沿垂直于表面磁化的无限大平板, N x=N y=0, N z=1对退磁因子大的样品,磁化需要很高的外加磁场:例如磁化一个 H c =2A ·m -1的坡莫合金球,使其M s=9×10 5A·m -1, 退磁场将达 H d =(1/3) ×9×10 5 =3 ×10 5A·m -1 即外磁场是矫顽力的 10 5倍。材料在外磁场中磁化时,在内部将产生一个与其磁化强度反向的磁场, 称为退磁场: M ? d H NM ??? ? dH ?对沿长轴方向磁化的细长圆柱体, N z =0, 21?? yxNN (6)静磁能在外磁场中处于磁化状态的磁体具有的能量-静磁能. -当θ=0 时能量最低值-μ 0 MH, 是稳定状态;随着θ的增大,