磁性材料的基础知识讲座剖析
磁性材料基础知识培训讲座
磁場強度：表示磁場中各點磁力大小和方向 的矢量，與產生該磁場的電流大小和導線形狀 有關，等于磁感應強度和磁導率的比值，用H 表示，單位為安培/米或奧斯特。
磁場：磁極間的相互作用，不是直接作用，而 是借助一種物質間接作用，這種物質就是磁場， 磁體周圍空間存在磁場。
AIC MAGNETICS LTD.
二：磁性材料分類
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2. 軟磁材料： A.金属软磁材料 ：
铁粉芯(iron power)，铁硅铝(sendust)， 铁镍（坡莫合金）(permalloy) B.铁氧体软磁材料： 镍锌(Ni-Zn)-Ferrite，锰锌(Mn-Zn)-Ferrite， 热敏Ferrite(Negative temperature ,Nb ) 如：Fe91Zr7B2 ， Fe88.7Zr7B3Co1.3 ，
三、磁性材料术语和定义：
磁力線：磁鐵外部的磁力線是從磁鐵的北極N極進入 南極S極，內部由S極通向N極形成一條閉合曲線，其 疏密反映了磁場的強弱。
非晶纳米晶软磁材料应用：精密电流互感器(代替坡莫 合金），大功率开关电源变压器，开关电源，电抗器， 滤波器，高灵敏度磁性器件。
二：磁性材料分類
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硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料，原子在三维空间做规则 排列，形成周期性的点阵结构，存在着晶粒、晶界、位错、间隙 原子、磁晶各向异性等缺陷，对软磁性能不利。从磁性物理学上 来说，原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构 对获得优异软磁性能是十分理想的。非晶态金属与合金是70年代 问世的一个新型材料领域。它的制备技术完全不同于传统的方法， 而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术，
磁性材料原理
磁性材料原理磁性材料是一类在磁场中具有特殊性质的材料。
它们在工业生产和科学研究中起着重要的作用。
本文将介绍磁性材料的原理及其应用。
一、磁性材料的概述磁性材料是指在外加磁场作用下，能够产生磁化现象的材料。
它们包括铁、钢、镍、钴等物质。
磁性材料有两种基本类型：铁磁性材料和非铁磁性材料。
铁磁性材料具有强烈的磁性，如铁、镍和钴等。
它们在强磁场中可以被永久磁化，形成磁体。
非铁磁性材料则具有较弱的磁性，它们一般不会被永久磁化。
二、磁性材料的原理1. 原子磁偶极矩磁性材料具有原子磁偶极矩。
原子内电子所带的自旋和轨道角动量导致了原子磁矩的形成。
在一个磁场中，这些原子磁矩会互相作用，从而形成磁性。
2. 域结构磁性材料中存在着不同的磁畴，每个磁畴具有自己的磁化方向。
在无外加磁场的情况下，这些磁畴的磁化方向是杂乱无序的。
当外加磁场作用于材料时，磁畴会逐渐重新排列，使整个材料形成统一的磁化方向。
3. 局域场和磁畴壁在磁性材料中，每个磁畴内的磁化强度是均匀的，但不同磁畴之间的磁化强度存在差异。
这种差异由局域场引起。
磁畴之间的过渡区域称为磁畴壁，磁畴壁上的磁化方向逐渐变化，使得整个材料的磁化过渡更加平滑。
三、磁性材料的应用1. 电磁设备磁性材料广泛应用于电磁设备中。
例如，铁磁性材料可以用于制造电动机、电磁铁和变压器等设备。
非铁磁性材料则用于制造电感器和传感器。
2. 数据存储磁性材料在数据存储领域有着重要的应用。
磁性材料通过改变磁化方向来储存和读取信息。
硬盘驱动器和磁带等设备都是基于磁性材料的数据存储原理。
3. 医疗应用磁性材料在医疗领域有广泛的应用。
例如，磁共振成像（MRI）利用磁性材料的特性来观察人体内部结构。
磁性材料也可以用于制造人工关节和植入式医疗器械。
4. 环境保护磁性材料在环境保护中的应用也越来越多。
例如，利用磁性材料可以制造高效的垃圾处理设备，帮助减少废物产生和环境污染。
四、磁性材料的发展前景随着科学技术的不断发展，磁性材料的应用领域将会不断扩大。
理解高中物理中的磁性材料与磁场
理解高中物理中的磁性材料与磁场在高中物理学习中，磁性材料与磁场是一个重要的话题。
磁性材料是指能够产生磁场并对磁场有相互作用的物质。
我们常见的磁性材料包括铁、镍、钴等。
而磁场则是指磁力的存在区域，它由磁体所产生的磁力线构成。
首先，我们来了解一下磁性材料的特性。
磁性材料具有磁性的原因是因为它们的原子或分子中存在着未成对的电子。
这些未成对的电子会产生自旋磁矩，从而使整个材料具有磁性。
而在磁性材料中，原子或分子的磁矩会相互作用，形成一个宏观的磁矩。
这个宏观的磁矩就是磁性材料所具有的磁性。
磁性材料可以分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料具有较低的矫顽力和剩余磁感应强度，它们能够很容易地被外界的磁场所磁化，并且在去除外界磁场后能够迅速恢复到无磁状态。
软磁性材料在电感器、变压器等电磁设备中有着广泛的应用。
而硬磁性材料则具有较高的矫顽力和剩余磁感应强度，它们在被外界磁场磁化后，即使去除外界磁场，也能够保持一定的磁性。
硬磁性材料常用于制作永磁体，如磁铁等。
接下来，我们来了解一下磁场的特性。
磁场是由磁体所产生的磁力线构成的。
磁力线是一种用来表示磁场分布情况的图形。
磁力线的方向是磁力的方向，磁力线的密度表示磁力的大小。
在磁力线中，磁力线越密集，表示磁力越强；磁力线越稀疏，表示磁力越弱。
磁力线还具有一个重要的特性，即磁力线不会相交。
这意味着在磁场中，磁力线是不会交叉的，它们总是以闭合的形式存在。
磁场的强弱可以通过磁感应强度来表示。
磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它的单位是特斯拉（T）。
磁感应强度的大小与磁场中的磁力线的密度有关，磁感应强度越大，表示磁场越强。
在磁场中，磁感应强度的方向与磁力线的方向一致。
磁性材料与磁场之间存在着相互作用。
当磁性材料置于磁场中时，磁性材料会受到磁力的作用，发生磁化现象。
磁化是指磁性材料在外界磁场的作用下，磁矩的方向发生改变。
当外界磁场的方向与磁性材料的磁矩方向一致时，磁性材料会被磁化；当外界磁场的方向与磁性材料的磁矩方向相反时，磁性材料会被去磁。
磁性材料高中物理教案设计及讲解
磁性材料高中物理教案设计及讲解磁性材料-高中物理教案设计及讲解一、课程目标1.认识磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。
2.了解磁性材料的特性和磁性现象的产生机理。
3.掌握磁性材料在磁场中受力的规律和磁性材料的分类方法。
二、课程内容1. 磁性材料的概念通过视频、图片等多媒体手段，向学生简单介绍磁性材料的概念和分类方法，引导学生认识磁性材料的广泛应用。
2. 电子和磁性的关系通过实验或模拟实验的方法，展示电子和磁性的关系，让学生了解电子运动和磁场之间的相互作用。
3. 磁性材料和磁场的作用通过实验或模拟实验的方法，让学生掌握磁性材料在磁场中受力的规律，了解不同磁性材料的磁性特性。
4. 磁性材料的应用通过案例和实际应用展示，让学生了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。
三、教学策略1. 多媒体手段在教学中引入多媒体手段，让学生通过观看视频、图片等形式更加直观地认识磁性材料的概念和应用。
2. 实验和模拟实验在教学中设置实验或模拟实验环节，让学生亲身体验磁性材料在磁场中的受力规律和表现，从而更加深入地理解磁性材料的特性。
3. 案例和应用通过案例和实际应用的方式，让学生深入了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用，从而更加深入地理解磁性材料的功能和特点。
四、教学方法1. 示范讲授法教师通过多媒体手段展示磁性材料的概念和分类方法，引导学生认识磁性材料的广泛应用和工业领域中的重要作用。
2. 互动探究法教师通过实验和模拟实验的方式，让学生探究电子和磁性的关系、磁性材料在磁场中的受力规律和不同磁性材料的磁性特性。
3. 讨论交流法在案例和实际应用的展示环节中，教引导学生进行讨论和交流，深入了解磁性材料在生活中的广泛应用和工业领域中的重要作用。
五、教学评估1. 实验和模拟实验的成果展示让学生对磁性材料的特性和磁性现象的产生机理进行实验或模拟实验，通过学生的成果展示来评估学生的掌握情况。
磁性材料入门知识
磁性材料入门知识磁性材料入门知识磁性材料是指在磁场中可以产生磁性的材料，包括铁、钢、铁合金、磁性玻璃、氧化物等等。
它们具有多种应用，如电机、电磁铁、电子、通讯、医疗、军事等领域。
本文将为你介绍磁性材料的基本知识。
1. 磁化强度磁化强度是衡量磁性材料磁化程度的物理量，通常用磁化强度或磁化矢量表示。
磁化强度的单位是安培每米（A/m）或高斯（Gs）。
磁力线越接近选定的物体，磁化强度就越强。
2. 磁场强度磁场强度是衡量磁场强弱的物理量，它和磁性材料的磁化程度有关。
磁场强度的单位是特斯拉（T）或高斯（Gs）。
3. 磁性导数磁性材料的磁性导数是指材料对磁场的响应，通常用来表示磁性材料的磁化程度。
高磁性导数的材料对磁场的响应非常灵敏，可以用来制造磁传感器。
4. 磁饱和当磁性材料的磁化强度达到一定值时，它将不再对外加磁场产生响应，这个过程称为磁饱和。
磁饱和是磁性材料失去磁性的一个重要特征。
5. 磁畴磁性材料分为多个微小的磁畴，每个磁畴具有自己的磁矩方向，这个方向通过相邻的原子强引力互相保持。
每个磁畴磁矩方向相同，但与相邻磁畴的磁矩方向不同。
6. 磁滞回线当一个交变电流通过一个螺线管时，磁针的磁化方向会随着电流变化，因此在磁针上会形成一个磁滞回线。
磁滞回线经常用来描述磁性材料的饱和磁化、滞磁和磁导率等性质。
7. 磁性材料分类根据磁性材料的磁导率和饱和磁化强度，可以将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料。
软磁性材料是指具有高磁导率和低磁饱和的材料，通常用作电子元器件、电机和变压器等领域。
硬磁性材料是指具有高饱和磁化和低磁导率的材料，通常用于制造永磁体、磁存储、磁头等领域。
8. 磁性材料应用磁性材料广泛应用于各个领域。
在电子行业，磁性材料用于制造电感和磁芯等元器件。
在电机和发电机中，磁性材料用于制造转子和定子，改进机器效率并降低成本。
磁性材料还用于通讯、医疗、军事和安全等领域。
总之，磁性材料具有重要的应用和理论价值。
通过深入了解磁性材料的基本知识，可以更好地理解其在科技领域中的应用和发展前景。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
随着温度和磁场强度的变化，材料的磁导率和磁阻也会产生变化， 呈现出一定的非线性特征。
磁化强度与磁感应强度
01
02
03
磁化强度
指材料内部磁矩的矢量和 ，衡量材料被磁化的程度 。
磁感应强度
指磁场中某点磁场的强弱 和方向，与磁化强度密切 相关。
两者关系
在磁性材料中，磁感应强 度和磁化强度之间存在一 定的关系，可以通过物理 公式进行描述。
化学气相沉积法制备的磁性材料具有高纯度、高密度、高性能等特点，广泛应用于 磁记录、传感器等领域。
化学气相沉积法的优点是可控制膜层的成分和厚度，且工艺温度低、可制备形状复 杂的制品。缺点是设备成本高、工艺时间长，且需要严格控制反应条件。
溅射法
溅射法是一种制备磁性材料的方法，通 过将靶材置于真空室内，利用高能粒子 轰击靶材表面，使靶材原子或分子溅射 出来并沉积在基材上形成薄膜。
元素掺杂
通过在磁性材料中掺入其他元素，以改变其磁学性质。例如，通过掺入稀土元 素，可以提高磁性材料的磁能积和剩磁。
热处理与磁场处理
热处理
通过控制加热和冷却过程，改变磁性材料的晶体结构和相变 ，从而优化其磁学性能。例如，通过控制热处理条件，可以 提高磁性材料的矫顽力和稳定性。
磁场处理
在磁场中处理磁性材料，可以改变其内部的磁畴结构和磁矩 方向，从而优化其磁学性能。例如，通过磁场处理，可以减 小磁性材料的磁损耗和提高磁导率。
磁性材料的基础知识讲座剖析课件
目录
• 磁性材料概述 • 磁性材料的物理性质 • 磁性材料的制备工艺 • 磁性材料的性能优化 • 磁性材料的发展趋势与挑战
01
磁性材料概述
定义与特性
1 2
磁学中的磁性材料研究
磁学中的磁性材料研究磁性是一个广泛存在于自然界和生活中的现象，而磁性材料的研究对于现代工业和科学的发展起到了重要的推动作用。
磁性材料的研究涉及多个学科领域，如物理学、化学、材料科学等。
本文将探讨磁学中的磁性材料研究，包括其基本原理、种类以及应用。
一、磁性材料的基本原理磁性材料的研究始于人们对于磁性现象的观察和理解。
最早的磁性材料研究可以追溯到古希腊，当时人们发现某些矿石能够吸引铁矿石。
这一现象引发了人们的好奇和探索，从而奠定了现代磁学的基础。
磁性材料的基本原理是其内部具有微观磁结构。
根据磁性材料内部微观结构的不同，可以将磁性材料分为顺磁性、抗磁性和铁磁性。
顺磁性材料是指在外磁场的作用下，材料中的磁矩会与磁场方向相同并增加；抗磁性材料则是指磁矩会与磁场方向相反并减小；而铁磁性材料是指在外磁场的作用下，材料中磁矩可以自发地产生，且会保持一定的磁化强度。
二、磁性材料的种类和特性根据不同的物理特性和应用需求，磁性材料可以分为多个种类。
铁磁材料是最常见的一类磁性材料，包括铁、钴、镍及其合金，在现代工业和科学中有广泛的应用。
铁磁材料具有高的磁导率和饱和磁化强度，因此在电机、变压器等领域得到了广泛应用。
除了铁磁材料，还有多种稀土磁材料，如钕铁硼、钴铁硼等。
这些材料具有较高的能量密度和矫顽力，因此在电子产品、汽车、磁盘驱动器等领域有着广泛的应用。
此外，还有软磁材料，如硅钢片和镍铁合金等，用于制造电感器、变压器等电磁设备。
三、磁性材料的研究进展和应用前景磁性材料的研究正处于蓬勃发展的阶段，科学家们不断提出新的理论和制备方法，推动了磁性材料在各个领域的应用。
一方面，磁性材料在信息存储领域有着重要的地位。
与传统的存储介质相比，磁性材料具有较高的存储密度和稳定性。
磁性存储器件的不断发展，使得信息存储能力不断提高，同时体积越来越小，速度也越来越快。
这对于信息技术的发展具有重要的意义。
另一方面，磁性材料在能源领域也有广泛的应用前景。
磁性材料基础知识-ppt课件
求其轴线上一点 p 的磁感强度的方向和大小.
Idl
r
dB
B
o
R
p B
x
*
x
I
dB 0
4π
Idl r2
解: 根据对称性分析
毕奥—萨伐尔定律的应用2
Idl
sin R
R
o
r
x
dB
*p x
r2 R
B0I
4π
r 2 x2
sindl
l r2
dB x
dB 0
4π
Idl r2
dB xdsBin4 π 0Isri2 n dl
0I dl
2πR l
I B
dl
oR
l
l 设 l 与 I 成右螺旋
关系
3.3 安培环路定理-应用
求载流螺绕环内的磁场 （已知 n N I）
1） 对称性分析；环内 B 线为同心圆，环外 B 为零.
2 ）选 回路(顺时针圆周) .
lB d Bl 2 0π NR I B 0 NI
2π R
d
令L2πRB0NIL
内部交流报告
磁性材料基础知识
提纲
1 磁性材料的发展简史
2 磁学基本常识
磁性来源 磁学基本概念 磁性材料分类
3 电磁学主要定律-恒稳/交变磁场
4 磁性材料性能分析
5 磁性材料应用实例
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
一、磁性材料发展简史（续）
• 1946年 Bioembergen发现NMR效应 • 1948年 Neel建立亜铁磁理论
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• 值得注意的是，若磁体的B退磁曲线不是直线，则磁体的退磁回复磁导 率μ在不同的工作点就有不同的值，此时要把磁体设计在最稳定的工作 状态就增加了难度，也显得非常重要。
磁性材料的磁性能参数（3）
• 磁体的居里温度：随着温度的升高磁体的磁性能要降低，当温度 升高某一值后，磁性能将消失，也就是对外不显示磁性，称此温 度为居里温度。居里温度只与合金的成分有关，与材料的显微组 织及其分布无关。
二、磁性材料的磁性能参数：
• 剩磁:铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的磁化强度或磁感应强 度，或，就是在退磁曲线上磁场强度降为零时显示的磁性能。
• 矫顽力：铁磁体磁化到饱和以后，使它的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要 的反向磁场称为矫顽力，分别记作和。
• 磁能积：表示磁性材料在其退磁曲线上任意一点工作时，能向外部磁路提供的能 量。永磁材料的使用一般都是利用它在磁场源或者说是磁力源在空气隙中产生的 磁场，而磁能积是表征它在空气隙中产生磁场大小的一种参量，因此它是非常关 键的一参数。
• 表现在性能参数上就是硬磁材料的和很大而且是越大越好，而软 磁材料它的磁导率高，特别是很小、一般的认为是<0.8的材料为 软磁材料，而以>0.8的材料为硬磁材料，一般的磁性材料中都含 有、、三种元素中的一种或几种。
磁性材料的发展：
发明年代 十九世纪
十九世纪末 二十世纪初
1940年代 1950年代
• ()1/2=(())1/2 • 其中指气隙磁场， • 指气隙体积 • 指磁体的体积
• 由上式可知：气隙磁场强度和（）成平方根的关系，当气隙体积和气隙磁场强度 为一定的情况下，（）大时，磁体的体积可缩小，这也就是现在很多的电子产品 能越做越小的一个原因，如手机现在可以越做越小，有很大的一个原因是手机上 的蜂鸣器磁钢可以做得很小，以前的收音机喇叭要那么大的一个磁钢，你想把它 做得很小本身就是不可能的一件事
• 铁氧体：廉价品，应用非常普遍，但性能低 • 铝镍钴：在指针式仪表中占主导地位，年产不到一万吨，工作温度在
450~550℃度内都可以正常工作，是可工作温度最高的一种磁体，但镍、 钴是战略物资价格非常高，而且受国际国内的政治局势影响大； • 钐钴：在军用品和高档消费品中占主导地位，年产1—2千吨，和铝镍钴 相比钐钴的价格更高；但在一些对性能要求很高，而使用温度也很高的 地方就只能使用钐钴，5工作温度为250℃，217的工作温度在350℃，因 此它仍然会有一定的市场，否则以它的价格早就该淘汰了； • 铂钴：主要在飞机“黑匣子”中应用，产量很少； • 钕铁硼：在电子计算机及其外围设备中已占主导地位；它的磁性最强， 被称为永磁王，价格中等，在表面镀层的保护下，稳定性良好，也就是 说它的性价比最高，综合性能最好，它的应用是越来越广，在很多地方 只要不受温度限制，都有取代其它磁钢的趋势。
• 曲线的方形度：指的是0.9时相对应的磁场，可以直观的表示J退磁曲线 方形度。
• 回复磁导率μ:当磁体受到一个周期的外界反磁场后，它的磁性要下降， 当外磁场消失后它也不能完全回到原来的位置而是要下降一定的值，此 时磁体的工作点将在退磁曲线以下形成一个小回路，不能和退磁曲线重 合，我们称此小回路的斜率为回复磁导率μ。这个值一般都大于1它越 接近1说明磁体的抗退磁能力越强，越有利。
1965 1972 1940 1960 1960 1980 1983
材料名称 碳钢 钨钢 钴钢
铝镍钴5
铝镍钴8、9 钐钴（1：5） 钐钴（2：17）
钡铁氧体 锶铁氧体
铂钴 铂铁 钕铁硼
成分
5 12O19 12O19 214B
()
()
（） (℃)
9000
50
0.2
750
10000 170
0.3
750
9000
字母பைடு நூலகம்
N
M
H
值（）
12
14
17
20
25
30
烧结磁体的牌号命名及特点(2)
• 例如：N50它表示磁体的矫顽力≥12，磁能积在48~51之间； • 40表示磁体的矫顽力≥20，磁能积在38~41之间；
一、磁性材料的定义、种类、特点和用途：
• 定义：可用于制造磁功能器件的强磁性材料称为磁性材料。有硬 磁、软磁、磁薄膜、磁致伸缩材料等。其中应用最广的是硬磁材 料和软磁材料。
• 硬磁材料：是指在外磁场的作用下（即充磁）会带上磁性，外磁 场消失后磁性仍然存在的一种材料。
• 软磁材料：是在外磁场的作用下会带上磁性，外磁场消失后它的 磁性也会跟着消失的一种材料。
磁性材料的磁性能参数（2）
• 磁体的表磁或磁通：表磁是指磁体的表面磁场；磁通是指通过线圈单位 面积磁力线的根数。磁体磁参数的测量一般是对规则的圆柱或方块来进 行的，对于一个已加工好的磁性器件因为它的面积已经很难计算得非常 精确，就只能是通过表磁或磁通来反映它磁性能的强弱了。这是大部分 购买磁体的厂家所关心的问题，一般的，磁体沿充磁方向的厚度越厚其 表磁和磁通也会相应增高。
• 磁体的不可逆损失：磁体经过一定的温度和时间加热后，它的性 能要下降一定的值，称此下降的部分为磁性不可逆损失。
三、磁体的介绍：
• 3.1磁体牌号及特点 • 1、烧结磁体的牌号命名及特点： • 烧结的牌号一般由字母N、H、、、加上数字，常见的有30、35、38、40、
42、45、48、50、52等组成。数字指该牌号磁体的磁能积的大小，而字 母则是该牌号磁体矫顽力种类的代号，它们的对应关系为：
260 0.95 750
13000 500
5
800
10000 2000 10
800
10000 20000 24
700
11000 20000 30
800
4000 2000
4
465
4000 4000
4
465
7000
5000
12
500
10800 4300 20
400
13000 15000 40
310
不同种类磁性材料的特点