第六章 材料的磁学性能1
材料的磁学性能共49页文档
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
ENDΒιβλιοθήκη 材料的磁学性能21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
材料的磁学性能PPT课件
原子的磁矩
电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子核自旋磁矩
第15页/共105页
1. 磁 矩
与电荷类似，将磁荷定义成磁的基本单位。两磁极若分别有q1和q2磁荷的磁极强度，则其
作用力
F
k
q1q2 r2
其中r为磁极间距，k为比例常数。 磁极q在外磁场中要受到力的作用，且有该力
第21页/共105页
3. 电子自旋磁 矩 电 子 自 旋 角 动 量 L s 和 自 旋 磁 矩 m s 取 决 于 自 旋 量 子 数 s ， s = 1 / 2 ，
Ls
s(s 1) 3 2
ms 2 s(s 1)B 3B
他们在外磁场z方向的分量取决于自旋磁量子数mss=1/2，即
Lsz
F=qH 其中H为外磁场的强度。
第16页/共105页
实际上磁极总是以正负对的形式存在，目前 尚未发现单独存在的磁极。 （此句要修正——《Science, 2009,9,3》）
将相互接近的一对磁极＋q和－q称为磁偶极子 真空中，单位外磁场作用在相距d的磁偶极子上的最大的力矩
Pm＝qd 称为该磁偶极子的磁偶极矩（磁动量）。 磁偶极矩与真空磁导率0的比值称为磁矩，用m表示，即
磁介质在磁场中发生磁化而影响磁场，所以磁介质中的磁感应强度B等于真空中的磁 感应强度B0和由于磁介质磁化而产生的附加磁感应强度B之和，即
B=B0+B
第4页/共105页
——磁感应强度B描述的是传导电流的磁场和 磁介质中磁化电流的磁场的综合场的特性。
电介质中的电场强度E为真空中的电场强度E0和由于电极化而产生的附加电场强度E之 和
B=H 其中称为材料的磁导率或绝对磁导率。
磁学性能课件
二、材料的磁学性能内容：材料磁性的本质、抗磁性、顺磁性及铁磁性）：（一）基本磁学性能材料所在空间的磁场强度是外加磁场强度H和材料磁化强度M之和：H总= H + M = H (1+χ)。
磁化率：χ，表示材料在磁场中磁化的难易程度。
Μ=χΗ。
根据磁化率的符号和大小，可将材料的磁性分为铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性和抗磁性。
磁感应强度Β：通过磁场中某点，垂直于磁场方向单位面积的磁力线数。
Β = μΗ，μ：磁导率。
Β = μ0Η总=μ0 (1+χ) H。
μ0 (1+χ) =μ。
相对磁导率: μr= μ/μ0 = 1 + χ（一）基本磁学性能磁偶极子：强度相等、极性相反且其距离无限接近的一对“磁荷”。
p m = ml 。
磁极化强度：单位体积内磁偶极矩矢量和。
J=∑p m /∆V, J = μ0M对磁偶极子外加一夹角为θ的恒磁场，磁偶极子受到的作用力矩为Τ = pm ×H 。
当θ为0时，力矩为0，磁偶极子处于稳定状态。
在磁场作用下，磁偶极子将转向与磁场平行的方向，该过程中磁场对磁矩所做的功为：E = ∫Td θ= p m H cos θ。
静磁能：原子磁矩与外加磁场的相互作用能。
（二）抗磁性与顺磁性材料分类：抗磁性、顺磁性与铁磁性抗磁性：材料受外磁场H 作用后，感生出和H 相反的磁化强度，使磁场减弱。
磁化率χ＜0，抗磁性的磁化率约10-4–10-6，且和温度、磁场无关。
材料的抗磁性来源于将材料放入外磁场中时，外磁场对电子轨道运动产生洛仑兹力，附加磁矩方向与外磁场方向相反。
抗磁矩为外磁场对电子轨道运动的作用结果，任何材料在磁场作用下都产生抗磁性。
抗磁磁化率绝对值很小，只有在材料的原子、离子或分子固有磁矩为0时，才能观察出抗磁性。
Cu, Au, Ag 及大多数有机材料在室温下是抗磁性材料，超导态的超导体也是抗磁性材料。
形成抗磁矩的示意图（二）抗磁性与顺磁性 顺磁性：材料在外磁场中感生出和H 相同方向的磁化强度，使磁场略有增强。
磁学性能第一讲优秀课件
天然磁体(磁铁矿）：
人 造 磁 体
磁铁的磁性两端最强， 中间最弱。
磁极：磁体上磁性最强的部分。它 的位置在磁铁的两端。
将一个磁铁分割为数段，每一段 磁体上仍然有N极和S极
指南针对人类文明发展起了 很大的作用，世界上最早的指南 针是我国战国时期制造的“司 南”。我国不但是世界上最早发 明指南针的国家，而且是最早把 指南针用在航海事业上的国家。 据记载，南宋的时候，航海的人 已经用“罗盘”来指示航向了。
2）原子磁矩 轨道磁矩：电子循规运动（绕核子在s、p、d、f等轨道运动）产生的磁
矩。 大小： I与闭合环面积S的乘积。 方向:垂直于电子运动的轨迹平面，符合右手定则。 自旋磁矩：电子自旋运动产生的磁矩，方向平行于自旋轴。 电子磁矩：轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。本征磁矩 原子核自旋产生的磁矩很小（重，速度很低），约为电子磁矩的1/2000，
❖ 圆电流产生的磁矩
Mm 0iS
i：电流强度(A) S：圆电流回线包围的面积(m2) Mm方向：右手定则
❖ 一根长为l (m)，极强为m (wb)的棒 状磁铁产生的磁矩。
Mm ml
方向：由S→N极
µ0Am2与wbm为同一量纲。
静磁能
磁矩与外加磁场的作用能称为静磁能，处于 磁场中某方向的磁矩所具有的静磁能
铁磁体的形状各向异性及退磁能
铁磁体在磁场中的能量为静磁能，包括
❖ 铁磁体与外磁场的相互作用能； ❖ 铁磁体在自身退磁场中的能量，称为退
磁能。
铁磁体的形状不同，其 退磁能不同，导致磁化 形为不同，称为形状各 向异性。
退磁场
当铁磁体表面出现磁极后， 除在铁磁周围空间产生磁场外， 在铁磁体内部也产生磁场，这一 磁场与铁磁体的磁化方向相反， 起到退磁作用，称为退磁场。
陶瓷-磁学性能课件
b) 磁场强度 磁场是带电粒子运动的结果。若给一个有N匝线圈的螺旋管 通电，则会产生一个磁场，此磁场的大小称为磁场强度， H＝NI／L 式中：N－线圈匝数；I－电流；L－螺旋管的长度 c) 磁感应强度 在强度为H的磁场被磁化后，物质内磁场强度的大小就称为 磁感应强度B, B=μH 其中：μ是磁导率，它是磁性材料最重要的物理量之一，反 映了介质的特性。磁场H在其中通过并产生磁感应强度B。 在真空状态下 B0＝μ0H μ0是真空磁导率1.257×10-6H/m。
当磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这 种性质。在外磁场中，这类磁化了的介质内部的磁感应强度B小于真空中的 B0，抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为零，即不存在永久磁
矩
b) 顺磁性 顺磁性物质的主要特征是，不论外加磁场是否存在，原子内 部存在永久磁矩。但在无外加磁场时，由于顺磁物质的原子 做无规则的热振动，宏观看来，没有磁性；在外加磁场作用 下，每个原子磁矩比较规则地取向，物质显示极弱的磁性。 磁化强度M和磁场方向一致，M为正，与外磁场H呈正比例关 系 极化率和温度的关系 C物质的居里常数
无机材料的磁学性质
磁性无机材料优点：高电阻、低损耗，还具有各种不同的磁学 性能，
磁性无机材料的应用：无线电电子学、自动控制、电子计算机、 信息存储、激光调制等方面，都有广泛的应用。
磁性无机材料一般是含铁及其它元素的复合氧化物，通常称为 铁氧体（ferrite）。它的电阻率为10～106Ω·m，属于半导体范 畴。
物质的磁性
a）磁矩 在磁场的作用下，物质中形成了成对的N、S磁极，称这种现 象为磁化。将一对等量异号的磁极相距很小的距离，把这样的 体系叫做磁偶极子。 在外磁场的影响下，磁偶极子沿磁场方向排列。为达到与磁 场平行，该磁矩在力矩 T=LqmHsin 的作用下，发生旋转。系数Lqm定义为磁矩M(Wb· m)。 磁矩是表征磁性物体大小的物理量，磁矩越大，磁性越强
《无机材料物理性能》课后习题答案
《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力F ，若其临界抗剪强度τf 为135 MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
解：1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。
材料物理导论课后答案(熊兆贤)第六章习题参考解答
材料物理导论课后答案（熊兆贤）第六章习题参考解答第六章材料的声学1、声振动作为一个宏观的物理现象，满足三个基本物理定律：牛顿第二定律、质量守恒定律和绝热压缩定律，由此分别可以推导出介质运动方程（p-V关系）、连续性方程(V-)和物态方程（p-关系），并由此导出声波方程――p,V和等对空间、时间坐标的微分方程。
2、若声波沿x方向传播，而在yz平面上各质点的振幅和相位均相同，则为平面波3、4、(略)5、主要措施：a)生产噪音小的车辆;b)铺设摩擦噪音小的路面（诸如：使用改性沥青材料、形成合适路面纹路）；c)在城市交通干道两旁设置吸音档墙（选用吸音材料、采用吸音结构）；d)最好把城市交通干道修建在地下（实例：法国巴黎和美国波士顿的部分交通干道）。
6、声信号在海洋中传播时，会发生延迟、失真和减弱，可用传播损失来表示声波由于扩展和衰减引起的损失之和。
其中，扩展损失时表示声信号从声源向外扩展时有规律地减弱的几何效应，它随着距离的对数而变化；而衰减损失包括吸收、散射和声能漏出声道的效应，它随距离的对数而变化。
柱面扩展引起的损失随距离一次方而增加，声波在海水中长距离传播时对应于柱面扩展。
海水中的声吸收比纯水中大得多，在海水中声吸收由三种效应引起：一是切变黏滞性效应，另一是体积黏滞性效应，以及在100kHz下，海水中MgSO4分子的离子驰豫引起的吸收。
7、水声材料主要用于制作各种声源发射器和水听器，曾用过水溶性单晶、磁致伸缩材料和压电陶瓷材料，随着水声换能器技术的发展，要求具有功率大、频率常数低、时间和温度稳定性好、强电场下性能好以及能承受动态张应力大的材料。
8、产生超声波的材料主要有两大类：a)压电晶体和陶瓷是产生超声波的一类重要的材料；b)磁致伸缩材料为另一类超声波发生材料。
9、次声的特点为：1）频率低于25Hz，人耳听不到2）次声在大气中因气体的黏滞性和导热性引起的声能吸收比一般声波小得多3）吸收系数与周期T和大气压力的关系：4）次声受水汽以及障碍物的散射影响更小，可忽略不计5）次声是一种平面波，沿着地球表面平行的方向传播，次声对人体有影响，会使人产生不舒服的感觉6）频率小于7Hz的次声与大脑的节律频率相同，因此对大脑的影响特别大，功率强大的次声还可能严重损坏人体的内部器官。
第六章 材料的热学性能
元素的热容定律——杜隆·伯替定律 恒压下元素的原子热容C 为P,m2J5/k (m)ol
大部分元素的原子热容都接近于该值，特别在
高温时符合的更好，但是部分轻元素需改用
元 素
下值：
H
B部分轻元C素的原O子热容: F
J/(km)ol Si P S
Cl
CP 9.6 11.3 7.5 16.7 20.9 15.9 22.5 22.5 20.4
1）当温度较高时CV，即3TR﹥﹥θD时，ex=1+x
第二十二页，共七十三页。
2）当温度很低时，即T﹤﹤θD时，通过(tōngguò)里曼 函数运算可得
CV,m152.4.R(TD)3
Cv∝T3，与实验热容曲线符合较好。
德拜三次方定律
Debye模型理论第值二与十三实页，验共七(十s三h页íy。àn)值的比较
cT m 1(Q T)T
定义1mol材料的热容称为摩尔热容，用Cm表示，
单位J/(mol.K)
Cm 1n(Q T)T
第九页，共七十三页。
平均比热容：单位质量的材料从温度T1到T2所吸收的
热量的平均值
cJ
Q .1 T2 T1 m
温度差越大 精确度越小！
比定压热容：1mol材料加热过程在恒压条件下进行(jìnxíng)
爱因斯坦比热函数
E
f ( ) E
T 第二十一页，共七十三页。
（2）德拜模型（Debye model）
假设：在爱因斯坦理论基础上，晶体中原子 (yuánzǐ)有相互作用，把晶体近似为连续介质
因此，导出的德拜热容表达式为：
Cv9R(TD)3 0TD(eexxx14)2dx
D
式中：
h m
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如Bi,Cu,Ag,Au
四、物质的磁性分类
顺磁性定义
有些固体的原子具有本征磁矩； 无外磁场作用时，材料中的原子磁矩无序排列，材料表现不 出宏观磁性； 受外磁场作用时，原子磁矩能通过旋转而沿外场方向择优取 向，表现出宏观磁性，这种磁性称为顺磁性。
四、物质的磁性分类
顺磁性特征
在此材料中，原子磁矩沿外磁场方向排列，磁场强度获得增强，磁 化强度为正值，相对磁导率μr ＞1，磁化率为正值。
二、磁学基本量
磁场矢量
如果磁场是由长度为l，电流为I的圆柱状线圈（N匝） 产生的，则
磁场强度H
NI H l
H的单位为A/m
二、磁学基本量
磁感应强度B：表示材料在外磁场H的作用下在材 料内部的磁通量密度。
B的单位: T 或Wb/m2 在真空中，磁感应强度为
B0 0 H
式中μ0为真空磁导率，它是一个普适常数 ������ ������ 其值: 4π×10-7 单位: H（亨利）/m。
三、磁性的本质
原子磁矩：为原子中各电子磁矩总和 原子中每个电子都可以看作是一个小磁体，具有永 久的轨道磁矩和自旋磁矩。 一个原子的净磁矩是所有电子磁矩的相互作用的矢 量和，又称为本征磁矩或固有磁矩。 电子对的轨道磁矩相互对消，自旋磁矩也可能相互 对消，所以当原子电子层或次层完全填滿：磁矩为零 如He, Ne, Ar以及某些离子材料。
主要内容
磁性材料发展简历 磁学基本量 磁性的本质 物质的磁性分类
研究磁性是研究物质内部结构的重要方法之一
一、磁性材料发展简历
磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。虽然早在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, 在《韩非子》和东汉 王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只 是单一地应用了天然的磁性材料。 人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发 的发展历史尚不到100年时间。经过近百年的发展, 磁性材料已 经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永 磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材 料, 铁氧体磁性材料。
Orbital
Spin
轨道磁矩
自旋磁矩
物质磁性主要由自旋磁矩引起
三、磁性的本质
最基本磁矩 - 玻尔磁子
最基本磁矩：Bohr磁子（magneton）μ
B
eh B 9.27 x 10 -24 A m 2 4m
原子中每个电子的自旋磁矩为： ±μ B（+为自旋向上，-为自旋向下） 軌道磁矩大小则为：miμ B（mi为磁量子数，1，3，5，7各电子支 壳层轨道数）
四、物质的磁性分类 温度对物质磁性的影响
四、物质的磁性分类 温度对物质磁性的影响
居里-威尔斯定律
每一种材料至少表现出其中一种磁性，这取决于材料的成分和结 构。
处于不同原子间的未被填满壳层上的电子发生的特殊的相互作用 称为 “交换”作用
四、物质的磁性分类
抗磁性定义
由于外磁场使电子的轨道运动发生变化而引起的，方向与 外磁场相反的一种磁性。它是一种很弱的、非永久性的磁 性，只有在外磁场存在时才能维持。 原子的本征磁矩为零，外磁场作用使电子的轨道运动发生 变化而引起的。
2. 其它表示方法： ① 绝对磁导率µ ② 相对磁导率µ = µ /µ r 0 μr为无量纲的参数
3. 在工程中磁导率分为：
有效磁导率、永久磁导率、表观 磁导率、振幅磁导率、可逆磁导 率、切变磁导率、脉冲磁导率、 最大磁导率等
二、磁学基本量
磁化强度M
定义：在外磁场H的作用下，材料中因磁矩沿外场方向 排列而使磁场强化的量度，其值等于单位体积材料中感 应的磁矩大小。单位为A/m，与磁场强度H单位一致。
以氧化锰(MnO)为例，它是离子型陶 瓷材料，由Mn 2+和O 2-离子组成 O 2-离子没有净磁矩，因为其电 子的自旋磁矩和轨道磁矩全都对 消； Mn 2+离子有未成对3d 电子贡献 的净磁矩
在MnO晶体结构中，相邻Mn 2+离子 的磁矩都成反向平行排列，结果磁矩 相互对消，整个固体材料的总磁矩为 零
磁化率χ＞0，也很小，只有10-5～10-2。
抗磁体和顺磁体对于磁性材料应用来说都视为无磁性。 它们只有在外磁场存在下才被磁化，且磁化率极小。
四、物质的磁性分类
铁磁性
有些磁性材料在外磁场作用下产 生很强的磁化强度。 外磁场除去后仍保持相当大的永 久磁性，这种磁性称为铁磁性。
过渡金属铁、钴、镍和某些稀土 金属如钆、钇、钐、铕等都具有 铁磁性。 此材料的磁化率可高达103， M>>H
一、磁性材料发展简历
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。
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，涌现出了象法拉第、 安培、韦伯、高斯、奥斯特、麦克丝韦、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。
一、磁性材料发展简历
公元前4世纪，中国发明了司南。后来，出现了指南车。 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。”同时，他还发现了磁偏角，即：地球的 磁极和地理的南北极不完全重合。
四、物质的磁性分类
亚铁磁性
亚铁磁性在宏观性能上与铁 磁性类似，区别在于亚铁磁 性材料的饱和磁化强度比铁 磁性的低。成因是由于材料 结构中原子磁矩不象铁磁体 中那样向一个方向排列，而 是呈反方向排列，相互抵消 了一部分。
四、物质的磁性分类
以立方铁氧体为例说明亚铁磁性的本质
立方铁氧体的用化学式MFe2O4，其中的M为某种 金属元素 磁铁矿Fe3O4就是一种亚铁磁体 Fe3O4可以写成Fe2+O2--(Fe3+)2(O2-)3 其中二价铁离子和三价铁离子的比例为1:2 每个Fe2+和Fe3+都具有净自旋磁矩，分别为4和 5 O2-是无磁矩的
与外磁场H,磁感应强度B关系
B H
χ称为单位体积磁化率
三、磁性的本质
物质的磁性本源是电荷的运动。 原子磁性包括： 电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩
三、磁性的本质 电子磁矩
轨道磁矩 电子围绕原子核的轨道 运动，产生一个非常小 的磁场，形成一个沿旋 转轴方向的磁矩，即轨 道磁矩。 自旋磁矩 每个电子本身有自旋运 动产生一个沿自旋轴方 向的磁矩，即自旋磁矩。
原子中有未被填满电子层：如铁原子3d6层，4个单电子总的电子磁矩 为4μB
三、磁性的本质
本节小结：
磁感应强度B 、磁场强度H 、磁化强度M 等几个概念的关系
磁导率的概念
磁性的来源：轨道磁矩与自旋磁矩 玻尔磁子、净磁矩
四、物质的磁性分类
物质的磁性分类
1. 2. 3. 4. 5.
抗磁性：没有固有原子磁矩 顺磁性：有固有磁矩，没有相互作用 铁磁性：有固有磁矩，直接交换相互作用 反铁磁性：有磁矩，直接交换相互作用 亚铁磁性：有磁矩，间接交换相互作用
Transitional metal - Unfilled d-, f- Orbitals Lead to Large Magnetic Moments铁磁性
在有些材料中，相邻原子或离子的磁矩呈反方向平行排列，结 果总磁矩为零，叫反铁磁性。反铁磁性物质有某些金属如Mn， Cr等，某些陶瓷如MnO，NiO等以及某些铁氧体如ZnFe2O4等。
二、磁学基本量
磁偶极子——磁矩
二、磁学基本量
磁偶极子——磁矩
Pｍ=IS
磁矩是表示磁体本质的一个物理量,表征磁性体磁性大小。
任何一个封闭的电流都具有磁矩Pｍ。
其方向与环形电流法线的方向一致（右手螺旋法则），其大
小为电流与封闭环形的面积的乘积。
二、磁学基本量
磁偶极子——磁矩
将磁矩放入磁场中受到磁场力的作用而产生力 矩。在磁感应强度为B的均匀磁场中所受力矩：
四、物质的磁性分类
抗磁性特征
所感应的磁矩很小，方向与外磁场相反，即磁化强度M为很小的负 值。 相对磁导率μr ＜1，磁化率χ ＜0（为负值）。 在抗磁体内部的磁感应强度B比真空中的小。抗磁体的磁化率χ约为 -10-5数量级。 所有材料都有抗磁性。因为它很弱，只有当其它类型的磁性完全消 失时才能被观察。
材料是否具有铁磁性 取决于两个因素： (1)原子是否具有由未 成对电子，即自旋磁 矩贡献的净磁矩(本征 磁矩) (2)原子在晶格中的排 列方式
四、物质的磁性分类
铁磁性特征
铁、钴、镍等过渡元素都具有未成对的3d电子。 分别具有4、3和2的净磁矩。 铁、钴、镍金属在室温下具有自发磁化的倾向（交换作用）。 形成相邻原子的磁矩都向一个方向排列的小区域，称为磁畴。
二、磁学基本量
在磁介质中，磁场强度和磁感应强度的关系为������
B H
式中的μ为介质的磁导率，是磁材料特性常数。 μ的单位为H（亨利）/m。