(D) r r M J 1 A 3、图是一根沿轴向均匀磁化的细长永久磁棒，磁化强度为M 图中标出的1点的B 是： （A ）M 0 (B)0 (C)M 021 (D)M 021 A 4、图中一根沿轴线均匀磁化的细长永久磁棒，磁化强度为M ，图中标出的1点的H 是： （A ）1/2M （B ）-1/2M （C ）M （D ）0 B 5、图中所示的三条线，分别表示三种不同的磁介质的B —H 关系，下面四种答案正确的是： （A ）Ⅰ抗磁质，Ⅱ顺磁质, Ⅲ铁磁质。 （B ）Ⅰ顺磁质, Ⅱ抗磁质, Ⅲ铁磁质。 （C ）Ⅰ铁磁质，Ⅱ顺磁质, Ⅲ抗磁质。 （D ）Ⅰ抗磁质, Ⅱ铁磁质，Ⅲ顺磁质。 A 6、如图所示，一半径为R ，厚度为l 的盘形介质薄片被均匀磁化，磁化强度为M M ，的方 向垂直于盘面，中轴上，1、2、3各点处的磁场强度H 是： M R l H R M l H M H A 22321 ，，）（ (B)M R l H R M l H H 220321 ，， ?00321 H H M H ，， (D)123H M H M H M r r r r r r ，， A 7、一块很大的磁介质在均匀外场0H 的作用下均匀磁化，已知介质内磁化强度为M ，M 的方向与H 的方向相同，在此介质中有一半径为a 的球形空腔，则磁化电流在腔中心处产生的磁感应强度是： （A ）M 031 H B l R 1 23M l R
磁铁的原理知识
精心整理 磁铁原理知识等等 磁铁是指可以产生磁场的物体或材质，通常用金属合金制成，具有强磁性。传统上可分作“永久性磁铁”与“非永久性磁铁”。 永久性磁铁可以是天然产物，又称天然磁石，也可以由人工制造（最强的磁铁是钕磁铁）。 非永久性磁铁，有时会失去磁性。 古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头，称其为“吸铁石”。这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片，而且在随意摆动后总是指向同一方向。早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。 经过千百年的发展，今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。通过合成不同材料的合金可以达和钐钴(SmCo)] 没有取 南极。 摄氏度 软磁包括硅钢片和软磁铁芯；硬磁包括铝镍钴、钐钴、铁氧体和钕铁硼，这其中，最贵的是钐钴磁钢，最便宜的是铁氧体磁钢，性能最高的是钕铁硼磁钢，但是性能最稳定，温度系数最好的是铝镍钴磁钢，用户可以根据不同的需求选择不同的硬磁产品。 怎样来定义磁铁的性能？ 主要有如下3个性能参数来确定磁铁的性能： 剩磁Br:永磁体经磁化至技术饱和，并去掉外磁场后，所保留的Br 称为剩余磁感应强度。 矫顽力Hc:使磁化至技术饱和的永磁体的B 降低到零，所需要加的反向磁场强度称为磁感矫顽力，简 称为矫顽力 磁能积BH:代表了磁铁在气隙空间（磁铁两磁极空间）所建立的磁能量密度，即气隙单位体积
的静磁能量。由于这项能量等于磁铁的Bm和Hm的乘积，因此称为磁能积。 磁场:对磁极产生磁作用的空间为磁场 表面磁场:永磁体表面某一指定位置的磁感应强度 如何选择磁铁？ 在决定选择哪一种磁铁之前应明确需要磁铁发挥何种作用？ 主要的作用：移动物体，固定物体或抬升物体。 所需磁铁的形状：圆片形，圆环形，方块形，瓦片形或特殊形状。 所需磁铁的尺寸：长，宽，高，直径及公差等等。 所需磁铁的吸力，期望价格及数量等等。 指南针就是根据磁铁的性质发明的 1指南北 2 3 4. 5 （主 “山 。 在讲述磁性材料的磁性来源、电磁感应、磁性“器件”时，我们已经提到了有些磁性材料的实际应用。实际上，磁性材料已经在传统工业的各个方面得到了广泛应用。 例如，如果没有磁性材料，电气化就成为不可能，因为发电要用到发电机、输电要用到变压器、电力机械要用到电动机、电话机、收音机和电视机中要用到扬声器。众多仪器仪表都要用到磁钢线圈结构。这些都已经在讲述其它内容时说到了。 「生物界和医学界的磁应用」： 信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢？原来，鸽子对地球的磁场很敏感，它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁，鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔，强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。 在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振
川师大学物理第十一章恒定电流的磁场习题解
第十一章 恒定电流的磁场 11–1 如图11-1所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I ，求它们在O 点处的磁感应强度B 。 （1）高为h 的等边三角形载流回路在三角形的中心O 处的磁感应强度大小为 ，方向 。 （2）一根无限长的直导线中间弯成圆心角为120°，半径为R 的圆弧形，圆心O 点的磁感应强度大小为 ，方向 。 解：（1）如图11-2所示，中心O 点到每一边的距离 为1 3OP h =，BC 边上的电流产生的磁场在O 处的磁感应 强度的大小为 012(cos cos )4πBC I B d μββ=- 00(cos30cos150)4π/3 4πI I h h μ??= -= 方向垂直于纸面向外。 另外两条边上的电流的磁场在O 处的磁感应强度的大小和方向都与BC B 相同。因此O 处的磁感应强度是三边电流产生的同向磁场的叠加，即 0033 4π4πBC I I B B h h === 方向垂直于纸面向外。 （2）图11-1（b ）中点O 的磁感强度是由ab ，bcd ，de 三段载流导线在O 点产生的磁感强度B 1，B 2和B 3的矢量叠加。由载流直导线的磁感强度一般公式 012(cos cos )4πI B d μββ=- 可得载流直线段ab ，de 在圆心O 处产生的磁感强度B 1，B 3的大小分别为 01(cos0cos30)4cos60) I B R μ?= ?-? π(0(12πI R μ= 031(cos150cos180)4πcos60 I B B R μ?== ?- ?0(12πI R μ= I B 图11–2 图11–1 B （a ） A E （b ）
大学物理 第十五章 磁介质的磁化习题解答
第十五章 磁介质的磁化习题解答（仅作为参考） 15．1 一均匀磁化的磁介质棒，直径为25mm ，长为75mm ，其总磁矩为12000A·m 2．求棒的磁化强度M 为多少？ [解答] 介质棒的面积为S = πr 2， 体积为 V = Sl = πr 2l ， 磁矩为p m = 12000A·m 2，磁化强度为 m m p p M V V ∑==? 323 12000(2510/2)7510π--=??? =3.26×108(A·m -1)． 15．3 一螺绕环中心周长l = 10cm ，线圈匝数N = 200匝，线圈中通有电流I = 100mA ．求： （1）管内磁感应强度B 0和磁场强度H 0为多少？ （2）设管内充满相对磁导率μr = 4200的铁磁质，管内的B 和H 是多少？ （3）磁介质内部由传导电流产生的B 0和由磁化电流产生的B`各是多少？ [解答]（1）管内的磁场强度为 3 02 200100101010NI H l --??==? = 200(A·m -1)． 磁感应强度为 B = μ0H 0 = 4π×10-7×200 = 2.5×10-4(T)． （2）当管内充满铁磁质之后，磁场强度不变H = H 0 =200(A·m -1)． 磁感应强度为 B = μH = μr μ0H = 4200×4π×10-7×200 = 1.056(T)． （3）由传导电流产生的B 0为2.5×10-4T ．由于B = B 0 + B`，所以磁化电流产生的磁感应强度为 B` = B - B 0 ≈1.056(T)． 15．5 一根磁棒的矫顽力为H c = 4.0×103A·m -1，把它放在每厘米上绕5匝的线圈的长螺线管中退磁，求导线中至少需通入多大的电流？ [解答]螺线管能过电流I 时，产生的磁感应强度为 B = μ0nI ． 根据题意，螺线管产生的磁场强度至少要与磁棒的矫顽力大小相等，但方向相反， 因此 B = μ0H c ， 所以电流强度为 I = H c /n = 4.0×103/500 = 8(A)．
第七章 磁介质
第 七 章 磁介质 一、目的要求 1、熟悉顺磁质和抗磁质的磁化机制。 2、熟悉铁磁质的磁化规律。 3、掌握磁化强度、磁场强度等概念。 4、会求解磁化强度和介质中的磁场。 二、教学内容 1、磁场中的介质（ 2学时） 2、有介质的环路定理（ 2学时） 3、铁磁质（ 2学时） 三、教材分析 回忆在第三章讲过，放置于电场中的介质会极化，描述介质极化的物理量时极化强度，描述介质中电场的物理量用电位移矢量。对于磁介质的描述与电解质十分相似，分别引入磁化、磁化强度、磁场强度等概念，进而得出有介质的磁环路定理。 四、重点难点 本章的重点和难点都是 介质的磁化机制 。 §7.1 有磁介质时静磁场的基本规律 一、教学内容 1．磁介质的磁化，磁化强度 2．磁化电流 3．磁场强度，有磁介质时的场方程 4．静磁场与静电场的对比 二、教学方式、 讲授 三、讲课提纲 1、磁介质的磁化，磁化强度 在磁场的作用下发生某种变化并反过来影响磁场的媒质称为磁介质。几乎所有气体、液体和固体等实物，无论其内部结构如何，对磁场都会有响应，表明所有物质都有磁性。 大部分物质磁性都较弱，只有少数如金属铁、镍、钴及某些合金等才有强磁性。这种以铁为代表的磁效应特别强的物质称铁磁质，其它非铁磁性物质为弱磁质，又可分为顺磁质、抗磁质。 (1) 磁化现象 现象1：螺绕环（或长螺管）线圈内充满均匀磁介质后，内B 和自感L 均增大。 设真空螺绕环的nI B 00μ=、V n L 200μ=，则充满均匀磁介质时有 0B B μ= 、0L L μ=
μ为介质磁导率。 现象2：电磁感应现象发生时 I I —次级出现感应电流—插入铁芯的线圈—次级出现感应电流—空心线圈0 ，0I I >>。表明 感应能力加强，铁芯中B 大大增加，亦即：铁芯可使线圈中φ大大增加。 (2) 用分子电流观点解释磁化现象 ① 分子电流观点 此观点即“稳恒磁场”一章中所述的分子电流假说：组成磁介质的磁分子（最小单元）视为环形电流。对应分子磁矩为 a i m 分 分= ② 解释现象 以软铁棒为例：磁介质圆长棒外套螺线管。 磁分子→分子环流→分子磁矩： 增大）。以上现象（同向，故加强。可解释与电流激发场效磁化电流，此 邻环流相消，表面有等磁介质被磁化，内部相方向有序排列， 作用下一定程度上沿各分子磁矩在有外场时：。 未磁化宏观对外不显磁性各分子磁矩取向杂乱，无外场时：m B B B B nI B B φμ000000,)(,0 '== 此处叫励磁电流。—叫附加场。螺管电流——叫磁化场（即外场）—I B B '0 (3) 磁化的描述 ① 磁化强度M 介质被磁化与否，磁化的状态（方向、程度）如何，引入磁化强度矢量M 这一物理量进 行描述，定义为： 单位体积内磁分子的分子磁矩之矢量和，即 V m M ?=∑分 其单位为：米安米 米安1132=?。 若取平均，把每个分子看成完全一样的电流环，用平均分子磁矩代替每个分子的真实磁矩（或认为排列已理想），则常用： a i n m n M 分分== 其中n ——单位体积内的磁分子数。 [讨论] ?? ? ??===的量值越大。排列有序度高时，则常矢；当对于均匀磁化，有；对于真空中，有 ； 有当磁介质未被磁化时，分M m M M M 00 ② 磁化强度M 与磁化电流I '的关系 磁介质被磁化的宏观表现是出现磁化电流I '→按毕奥—萨伐尔定律激发B ' ；而描述宏观 磁化状态的量是M ，它们间必有直接联系。下面推导这一关系：
磁性材料原理及应用
磁性的起源和常见磁性材料应用 陈阳，王皓，徐航，信跃龙 磁性，在很久以前就引起了人们的兴趣。早在3000多年前，中国人就发现了自然界中存在一种磁石，它们可以相互吸引或吸引铁石。人们以丰富地想象力将此现象比喻为母亲慈爱地对待幼儿，《吕氏春秋·季秋记》中就有“慈石召铁，或引之也”的记述。现今汉语中的“磁”字就来源于当时的“慈”。中国古代的四大发明之一的指南针就是中国古代人民很早就开始利用磁性的实例。我们知道，所谓磁石其实也就是铁矿石（一般为磁铁矿Fe3O4）。我们也知道，铁会被磁铁吸引而且会被磁铁磁化。那么，它们为什么会有磁性或会被磁化？磁性到底是怎样产生的呢？为了解释物质的宏观磁性的性质，我们从原子着手来考察一下磁性的来源。 一、磁性的起源 “结构决定性质”。磁性当然也是由物质原子内部结构决定的。原子结构与磁性的关系可以归纳为： （1） 原子的磁性来源于电子的自旋和轨道运动； （2） 原子内具有未被填满的电子是材料具有磁性的必要条件； （3） 电子的“交换作用”是原子具有磁性的根本原因。 1.电子磁矩的产生 原子磁性是磁性材料的基础，而原子磁性来源于电子磁矩。电子
的运动是产生电子磁矩的根源，电子有绕原子核旋转的运动和自身旋转的运动，因此电子磁矩也是由电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩两部分组成的。按照波尔的原子轨道理论，原子内的电子是围绕着原子核在一定轨道上运动的。电子沿轨道的运动，相当于一个圆电流，相应得就会产生轨道磁矩。原子中的电子轨道磁矩平面可以取不同方向，但是在定向的磁场中，电子轨道只能去一定的几个方向，也就是说轨道的方向是量子化的。 由电子电荷的自旋所产生的磁矩就称为电子自旋磁矩。在外磁场作用下，自旋磁矩只可能与轨道磁矩平行或反平行。 很多磁性材料中，电子自旋磁矩要比电子轨道磁矩大。这是因为在晶体中，电子的轨道磁矩要受晶格场的作用，它的方向是改变的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁矩。这也即一般所谓的轨道动量矩和轨道磁矩的“猝灭”或“冻结”。所以很多固态物质的磁性主要不是由电子轨道磁矩引起的，而来源于电子自旋磁矩。当然这里还会有原子核的自旋磁矩，但一般都比电子自旋磁矩小得多（相差三个数量级），因此可以忽略不计了。 2.原子的磁矩 在原子中，由泡利不相容原理，原子中不可能有两个电子处于同一状态。又一个轨道中最多容纳两个电子，所以当一个轨道被电子填满，其中的电子对必然自旋相反，那么它们的电子自旋磁矩会互相抵消。要想让原子对外形成磁矩，则必须有未被填满的电子轨道。当然从实例中我们很容易可以看出，这只是一个必要条件。像Cu、Cr、V
章磁介质 例题习题
第十五章磁介质 例题15-1 顺磁物质的磁导率： (A) 比真空的磁导率略小(B) 比真空的磁导率略大 (C) 远小于真空的磁导率(D) 远大于真空的磁导率[ B] 例题15-2 用细导线均匀密绕成长为l、半径为a (l >> a)、总匝数为N的螺线管，管内充满相对磁导率为μr的均匀磁介质．若线圈中载有稳恒电流I，则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = μ0 μ r NI．(B) 磁感强度大小为B = μ r NI / l． (C) 磁场强度大小为H = μ0NI / l．(D) 磁场强度大小为H = NI / l．[ D] 例题15-3 置于磁场中的磁介质，介质表面形成面磁化电流，试问该面磁化电流能否产生楞次─焦耳热？为什么？ 答：不能． 因为它并不是真正在磁介质表面流动的传导电流，而是由分子电流叠加而成，只是在产生磁场这一点上与传导电流相似． 习题 1、磁介质有三种，用相对磁导率μr表征它们各自的特性时， (A) 顺磁质μr >0，抗磁质μr <0，铁磁质μr >>1． (B) 顺磁质μr >1，抗磁质μr =1，铁磁质μr >>1． (C) 顺磁质μr >1，抗磁质μr <1，铁磁质μr >>1． (D) 顺磁质μr <0，抗磁质μr <1，铁磁质μr >0．[ C] 2、长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r的某点处的磁场强度的大小H = ；磁感强度的大小B = ． I / (2πr) μI / (2πr) 3、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是B = μ0H的关 系．说明各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：a代表 的B~H关系曲线．b 代表 的B~H关系曲线． 铁磁质顺磁质 4、有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成永磁体，这是因为软磁材料 ；如果做成永磁体 .
磁性材料论文
摘要磁性材料最开始在中国被发现并应用于中国四大发明中的指南针上，随后历经 多年的发展，磁性材料已经广泛的应用在我们的生活之中，也与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。本文综述了对磁性材料的认识，磁性材料的分类与相关概况，磁性材料的基本特性，磁性材料的机理与生产工艺，实际应用以及发展前景等。 Abtract：Magnetic materials in the beginning in China was found and applied in the four great inventions of the compass, and after many years of development, magnetic materials have been widely used in our life, and with the information, automation, mechanical and electrical integration, national defense, national economy is closely related to all aspects of. This paper summarizes the magnetic material understanding, magnetic materials classification and related survey, the basic characteristic of the magnetic material, the mechanism of magnetic materials and production process, application and development prospect, etc. Key words：Magnetic materials Applications of Magnetic materials Development of Magnetic materials 磁性材料 关键词磁性材料磁性材料的应用磁性材料的发展前景 1 磁性材料的认识 中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。早在战国时期就有关于天然磁性材料（如磁铁矿）的记载。11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。1099～1102年有指南针用于航海的记述，同时还发现了地磁偏角的现象。 近代，电力工业的发展促进了金属磁性材料——硅钢片（Si-Fe合金）的研制。永磁金属从19世纪的碳钢发展到后来的稀土永磁合金，性能提高二百多倍。20世纪40年代，荷兰J.L.斯诺伊克发明电阻率高、高频特性好的铁氧体软磁材料，接着又出现了价格低廉的永磁铁氧体。50年代初，随着电子计算机的发展，美籍华人王安首先使用矩磁合金元件作为计算机的内存储器，不久被矩磁铁氧体记忆磁芯取代。50年代初人们发现铁氧体具有独特的微波特性，制成一系列微波铁氧体器件。后来又出现了强压磁性的稀土合金，非晶态（无定形）磁性材料等。 现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，例如将永磁材料用作马达，应用于变压器中的铁心材料，作为存储器使用的磁光盘，计算机用磁记录软盘等。可以说，磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。而通常认为，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。
高中物理竞赛辅导电磁学讲义专题：第七章磁介质3节
§3 铁磁质的磁化规律 铁磁质是制造永久磁体、电磁铁、变压器及各种电机不可缺少的材料，研究磁性材料的学科称之为磁学。不同的铁磁质其性质可能很不相同，对于磁性材料 研究H B ~关系十分重要。 对于铁磁质成立的关系为：M B H -=0 μ，若使用H B μμ0=，则需注意μ不 是常量，它与磁场H 有关。下面首先研究铁磁质的磁化规律，其中用到磁通计G 或冲击电流计，由测得q 或m ψ而推算出B 。 一、铁磁质的磁化规律 1、H B ~关系的测定 (1) H ：可由励磁电流0I 决定。如图7-8，样品做成环状，外面密绕1N 匝 线圈，有 00nI H H == 其中0I 由电流表测出，n 已知，则可知H ；而0I R 决定、ε，故改变H R 即改变、ε（包括改变电源的极性连接）。 图7-8 (2) B ：副线圈匝数2N 少些，外接磁通计，因为 R K 原 副 G N 1 N 2 I 0 ε
BS N 2=ψ 故 S N B 2ψ = 测得磁通，再由已知副线圈匝数、截面积，便可得B 。 由以上给定B H I 测→→0；若改变→→H R I 改变）、（即改变ε0 B 测各对应的，描点作图即可研究样品铁磁质的磁化规律。 2、起始磁化曲线 开始应使样品处于未磁化状态：因磁化与历史有关，为方便研究，要求在研究前应除去已有磁性，方法为: (1) 样品被加热到居里温度之上，磁性消失，然后冷却至居里温度之下研究； (2) 反复逐渐退磁法使样品处于未磁化状态。 ），，测出数组（，使调B H H R ↑↓，描点作曲线，如图7-9所示。 [解释]起始磁化曲线非线性：)(00H M H B μμ+=。 因为H M 是的非线性函数，所以 。 非线性项间接项：； 线性项直接项：引起><><↑ ↑)(,00H M H B H μμ ??? ? ?? ?∝→≈>><，线性。，）：〉大时（当；非线性，而有，倍一般为段，）：小时（当H B M M H H H M B H B H M s H H H S s s 062~)10~10(~0μ 图7-9 B O A 非线性 线性区 S C H S H
磁性材料的研究进展汇总
《磁性材料的研究进展》 学院：物理与材料科学学院 班级：13级材料物理 姓名: 王郁 学号：B51314019 指导老师：李秋菊 完成日期：2016年5月11日
摘要： 目前，磁性材料蓬勃发展，磁性材料的应用已渗透到国防、工业、信息等各个领域，对我们的生活产生了巨大的影响。同时，各种新磁性材料的诞生，也不断推动着现代材料科学的进展。本文对磁性材料进行了概述，并简介了其最新研究进展，尤其是对稀土磁性材料、巨磁电阻材料、纳米微晶磁性材料的研究进展进行了详细论述。 关键词： 磁性材料铁氧体稀土磁性材料巨磁电阻材料 前言 磁性材料广义上分为两大类:软磁材料和硬磁材料。软磁材料能够用相对低的磁场强度磁化,当外磁场移走后保持相对低的剩磁。软磁材料的矫顽力为400～0116A?m-1 ,主要应用于任何包括磁感应变化的场合。硬磁材料是在经受外磁场后能保持大量剩磁的磁性材料,这类磁性材料的典型矫顽力值,Hc为10～1000kA?m-1 ,具有高Hc值的硬磁材料称为永磁材料,主要用于提供磁场。磁性材料的磁导率、矫顽力、磁致损失、剩磁和磁稳定性是结构敏感性的,这些性能可以通过加工(包括机械加工和热处理)来控制。目前,磁性材料的研究方向主要有软磁材料、硬磁材料、磁力学材料、磁电子材料。磁性材料的进展大致上分几个历史阶段：当人类进入铁器时代时，标志着金属磁性材料的开端。直到18世纪，金属镍、钴相继被提炼成功，这一漫长的历史时期是3d过渡族金属磁性材料生产与原始应用的阶段；20世纪初期，FeSi、FeNi、FeCoNi磁性合金人工制备成功，并广泛地应用于电力工业、电机工业等行业，成为3d过渡族金属磁性材料的鼎盛时期；从20世纪50年代开始，3d过渡族的磁性氧化物(铁氧体)逐步进入生产旺期，由于铁氧体具有高电阻率，高频损耗低等优点，从而为当时兴起的无线电、雷达等工业的发展提供了所必需的磁性材料，标志着磁性材料进入到铁氧体的历史阶段；1967年，SmCo合金问世，这是磁性材料进入稀土-3d化合物领域的历史性开端。巨磁致收缩材料与稀土磁光材料的问世更丰富了稀土-3d化合物磁性材料的内涵。1972年的非晶磁性材料与1988年的纳米微晶材料的呈现，更添磁性材料新风采。1988年，磁电阻效应的发现揭开了自旋电子学的序幕．因此从20世纪后期延续至今，磁性材料进入了前所未有的兴旺发达时期，并融入到信息行业，成为信息时代重要的基础性材料之一。 1、磁性材料的分类 磁性材料从材质和结构上讲，可分为金属及合金磁性材料和“铁氧体磁性材料两大类，铁氧体磁性材料又分为多晶结构和单晶结构材料[1]。从应用功能上讲，磁性材料分为：软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料、旋磁材料等种类。软磁材料、永磁材料、磁记录-矩磁材料中既有金属材料又有铁氧体材料；而旋磁材料和高频软磁材料就只能是铁氧体材料了，因为金属在高频和微波频率下将产生巨大的涡流效应，导致金属磁性材料无法使用，而铁氧体的电阻率非常高，将有效的克服这一问题、得到广泛应用。磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液
第七章 磁质 电磁学
第七章磁介质 一、教学内容 （1）磁介质存在时静磁场的基本规律 （2）顺磁性与抗磁性 （3）位移电流与麦克斯韦方程组 （4）平面电磁波 二、教学方式 讲授 三、讲课提纲 这章内容主要与电介质理论对比学习。 7-1 磁介质存在时静磁场的基本规律 采用研究电介质相同的思路来研究磁介质。 电介质存在时的静电场：束缚(极化)电荷；电极化强度→电位移矢量 →有电介质的高斯定理 磁介质存在时静磁场：磁化电流；磁化强度→磁场强度→有磁介质的 安培环路定理 关于磁介质存在着两套等价的观点：分子电流观点和磁荷观点。这两套理论的微观模型不同，但宏观结果完全一样。本章主要讨论分子电流理论。 主要内容：研究磁场与磁介质的相互作用。涉及到以下概念和定理：磁介质、磁化强度、磁场强度、磁场中的安培环路定理、铁磁质。 一、磁介质的磁化磁化强度 磁介质的磁化可以用安培的分子电流假说来解释。 1、分子电流观点： 安培认为，由于电子的运动，每个磁介质分子（或原子）相当于
一个环形电流，叫做分子电流。其磁矩叫做分子磁矩。 （1）无外磁场时 一般由于分子的热运动,各分子环流的取向完全是混乱的，各分子磁矩方向杂乱，大量分子的磁矩相互抵消，宏观不显磁性。 （2）有外磁场时 在外磁场的力矩作用下，分子环流的取向会发生转向, 在一定程度上沿着场的方向排列。 外磁场越强,转向排列越整齐。 （3）结果： 当介质均匀时由于分环流的回绕方向一致，在内部任何两个分子环流中相邻的那一对电流元回绕方向总是彼此相反，相互抵消。即在宏观上，这横截面内所有分子环流的总体与沿截面边缘的一个大环形电流等效，就象是一个由磁化电流组成的“螺线管”，它在棒内的方向与外磁化场一致，则增加了原磁场。 2、磁化电流和传导电流的定义 （1）磁化电流定义：是分子电流因磁化而呈现的宏观 电流，它不相应于带电粒子的宏观位移。 （2）磁化电流特点：是介质磁化的宏观表现；是分子 电流规则排列的宏观结果；不伴随真实的电荷的宏观运动。 可以和传导电流一样，激发磁场。 （3）传导电流（非磁化电流）：除磁化电流之外的电流。 也叫自由电流，如金属中自由电子宏观移动造成的电流、 电解液中正、负离子、气体中的离子和电子宏观迁移造成 的电流以及各真空管中的电子流等。 （4）传导电流的特点：必然相应于带电粒子的宏观移动。 3、有磁介质存在时的总磁场 有电介质存在时的总场强：E E E '+=???0，其中0E ?为自由电荷产生的场强，E ' ?为极化电荷产生的场强。 有磁介质存在时的总磁场：B B B '+=???0,其中0B 为没有磁介质(即真空)存在时的磁场，由传导电流产生的。B '?为磁介质放入磁场中被磁化后产生的磁场，是由磁化电流产生的附加场。注：磁介质在均匀磁场中被磁化产生的附加场也是均匀场。 为了描写磁介质磁化程度，可以仿照极化强度P ?（V p P i ?=∑??，其中i p ?代表V ?内第i 个分子的偶极矩）定义一个磁化强度。
磁性材料应用与进展
磁性材料应用与进展 庞丽丽 (萍乡学院，13级无机非金属材料1班，学号13461025) 摘要磁性材料广泛的用在我们的生活之中，特别在节约能源方面的应用。新型的纳米结构自旋电子学材料已是磁性材料领域中的传奇。 关键词磁性材料、自选电子学、永磁、软磁。 Abstract:Magnetic materials are widely used in our lives, p articularly in the application of energy conservation. Structure of new Nano-spintronics material is legendary in th e field of magnetic materials. Key words: Magnetic materials. Spin electronics. Permanent magnet.Soft magnetic. 1引言 磁性材料，通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老而用途十分广泛的功能材料。而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用，例如中国古代用天然磁铁作为指南针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，例如将永磁材料用作马达，应用于变压器中的铁心材料，作为存储器使用的磁光盘，计算机用磁记录软盘等。而通常认为，磁性材料是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料，不容易去磁的物质叫硬磁性材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小，硬磁性材料剩磁较大。 20世纪80年代在(Fe/Cr/Fe)n纳米多层膜中发现了巨磁电阻效应,其物理本质是薄膜厚度小于自旋扩散长度,因此电子在输运过程中将保持自旋方向,通过外磁场可以改变自旋方向,从而改变电阻值,这发现开拓了在电子输运过程中通过调控自旋,显示与利用自旋特性的新领域,从而产生重要的自旋电子学新学科,利用调控自旋的特性,首先制备成高灵敏度的磁盘读出磁头,使磁盘的记录密度提高千倍,至今保持着信息存储的主流地位,其产值超过300亿美元,此外各种利用磁电阻效应的新颖传感器脱颖而出,其应用领域十分宽广。与微电子技术相结合,目前已研发成磁随 机储存器,MRAM,不同类型的MRAM如STT-MRAM;MeRAM等可统称为自旋芯片，自旋芯片属于核心高端芯片,是科技关键核心技术,可军民两用,具有高达上千亿美元的巨大市场前景,有可能成为后摩尔时代的主流芯片。[1] 2磁性材料 - 分类[2] 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
15章磁介质习题答案
第15章 磁介质的磁化 一、选择题 1(C)，2(B)，3(B)，4(C)，5(D) 二、填空题 (1). －8.88×10-6 ，抗 . (2). 铁磁质，顺磁质，抗磁质. (3). 7.96×105 A/m ， 2.42×102 A/m. (4). 各磁畴的磁化方向的指向各不相同，杂乱无章. 全部磁畴的磁化方向的指向都转向外磁场方向. (5). 磁导率大，矫顽力小，磁滞损耗低． 变压器，交流电机的铁芯等． 三 计算题 1. 一根同轴线由半径为R 1的长导线和套在它外面的内半径为R 2、外半径为R 3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为μ的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I 沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B 的分布． 解：由安培环路定理： ∑∫?=i I l H v v d I 0< r R 3区域： H = 0，B = 0 2. 螺绕环中心周长l = 10 cm ，环上均匀密绕线圈N = 200匝，线圈中通有电流I = 0.1 A ．管内充满相对磁导率μr = 4200的磁介质．求管内磁场强度和磁感强度的大小． 解： ===l NI nI H /200 A/m ===H H B r μμμ0 1.06 T 3. 一铁环的中心线周长为0.3 m ，横截面积为1.0×10-4 m 2，在环上密绕300匝表面绝缘的 导线，当导线通有电流3.2×10-2 A 时，通过环的横截面的磁通量为2.0×10-6 Wb ．求：
第七章 磁路答案
思考题 一、判断题 1、磁感应强度一定时，磁场强度与铁磁材料的磁导率成正比。× 2、真空的磁导率等于零。× 3、只有直流励磁电流才能在铁磁材料中引起剩磁。× 4、剩磁对某些电机和电器有不利的影响。√ 5、电机和变压器的铁心采用硬磁材料。× 6、矩磁材料一般用来制造永久磁铁。× 7、直流电磁铁的铁心，稳定工作时既有磁滞损耗，也有涡流损耗。× 8、工程上，将由铁磁材料组成，磁力线集中通过的闭合路径称为磁路。√ 9、在电机和电器中，磁路通常是无分支的闭合路径。× 10、为了保护励磁线圈不出现短路故障，电磁铁铁心通常设有短路环。× 二、选择题 1、直流铁心线圈，当线圈匝数N增加一倍，则磁通Φ将(a )，磁感应强度B将(a )。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 2、交流铁心线圈，当线圈匝数N增加一倍，则磁通Φ将(b )，磁感应强度B将(b )。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 3、交流铁心线圈，当铁心截面积A加倍，则磁通Φ将( c)，磁感应强度B将( b )。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 4、交流铁心线圈，如果励磁电压和频率均减半，则铜损P C u将( c )，铁损P Fe将( b)。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 5、交流铁心线圈，如果励磁电压不变，而频率减半，则铜损P C u将( a )。 (a) 增大(b) 减小(c) 不变 6、图 7-18为一直流电磁铁磁路，线圈接恒定电压U。当气隙长度δ增加时，磁路中的磁 通Φ将(b )。 (a)增大(b)减小(c)保持不变 图 7-18 选择题第7题图 7、图 7-19为一交流电磁铁磁路，线圈电压U保持不变。当气隙长度δ增加时，线圈电 流i将( a )。 (a)增大(b)减小(c)保持不变
