土木专业建筑学磁性功能材料二第一课时随堂讲义
磁性功能材料培训课件
（二）电工钢（Fe-Si合金）
Fe-Si合金主要指低C（C≤0.015%，最好是≤0.005%与低 Si（Si+Al≤1%） 和Si含量在0.5%-6.5%范围内的Fe-Si软 磁合金。
（C<0.02%，Si: 1.5%～4.5%的合金）
Fe-Si相图
Si在Fe的溶解度为15%，存在、、（FeSi）、 （Fe5Si3）相。只有是铁磁性的。 BCC结构，<001>方向易磁化方向，<111>难磁化 方向
第二章 磁性功能材料
第二节 软磁材料
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2. （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
0.20
Al
0.55 0.20~0.5
5
磁性等级
普通 高级 特级 超级
牌号
DT3、DT4、DT5、DT6、DT8 DT3A、DT4A、DT5A、DT6A、DT8A
DT4E DT4C、DT6C
表2-4 国产电工纯铁的磁性（YB200-75）
Hc/ A·m-1 不大于
96 72 48 32
μm 不小于
再结晶退火
用途：直流电机和电磁铁铁芯，继电器铁芯，永久磁 路中的导磁体和磁屏蔽，电话中磁屏蔽，电机中用以 导引直流磁通的磁极等。
直流电机铁 芯
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 （一）电工纯铁 （二）电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
《建筑功能材料》课件2
如加气混凝土、陶粒混凝土等，具有轻质、高强 、保温、隔热等优点。
高效节能玻璃
如Low-E玻璃、真空玻璃等，具有优异的隔热、 保温、降噪等功能。
绿色建筑材料
再生建筑材料
利用废弃物生产的建筑材料，如再生砖、再生混凝土等。
环保涂料
无毒、无害、低VOC的环保涂料，减少对环境的污染。
绿色建筑装饰材料
防水材料的性能要求
防水材料的耐水性要好，具有一定的抗压强度和 耐久性，同时还要易于施工和维护。
ABCD
常见的防水材料
常见的防水材料包括沥青、防水卷材、防水涂料 等。
防水材料的应用
防水材料广泛应用于建筑的外墙、屋顶、地下室 、卫生间等部位，防止水分渗透。
防火材料
防火材料的作用
防火材料能够在火灾发生时有效地阻止 火势蔓延，为人员疏散和灭火争取时间
电学性能
描述材料的导电、绝缘、介电等性能，如绝 缘材料应具有高的绝缘性。
化学性能
耐腐蚀性
描述材料抵抗化学物质侵蚀的能力 ，如耐酸碱腐蚀的材料。
抗氧化性
描述材料在空气中抵抗氧化的能力 ，如金属的氧化锈蚀。
化学稳定性
描述材料在化学环境中保持其结构 和性能的能力。
抗老化性
描述材料在长期使用过程中抵抗老 化、变质的能力。
如竹材、木质等可再生资源制成的装饰材料，具有自然、环保的 特性。
智能建筑材料
自适应建筑材料
01
能够根据环境变化自动调节性能的建筑材料，如自适应节能窗
户。
智能传感器材料
02
用于监测建筑结构的健康状况，及时预警潜在的安全隐患。
3D打印建筑材料
03
利用3D打印技术制造的建筑材料，具有个性化定制、高效建造
《土木工程材料》课程教案与实验指南
《土木工程材料》课程教案与实验指南土木工程材料课程教案与实验指南第一章：引言土木工程材料课程是土木工程专业的一门基础课程，旨在介绍土木工程中常用的材料及其性能与应用。
通过本课程的学习，学生将熟悉各种土木工程材料的特性与性能，了解材料选择与设计原则，培养实验操作与数据分析能力，为日后从事土木工程实践奠定坚实的基础。
本教案将全面介绍课程所需的教学内容、教学目标以及实验指南。
第二章：教学内容2.1 材料力学性能2.1.1 弹性力学性能2.1.2 塑性力学性能2.1.3 破坏力学性能2.2 水泥与混凝土材料2.2.1 水泥及其性能2.2.2 混凝土组成与性能2.3 金属材料2.3.1 钢材与铁材2.3.2 铝合金与铜合金2.4 建筑材料2.4.1 砖、石材2.4.2 沥青与沥青混合料2.4.3 木材与木制品2.5 实验室安全与操作规范第三章：教学目标3.1 理论目标通过本课程的学习，学生将达到以下理论目标：- 熟悉各类土木工程材料的特性与性能。
- 掌握材料力学性质的分析方法及计算公式。
- 熟悉水泥、混凝土等常见建筑材料的生产工艺。
3.2 技能目标- 培养学生实验操作能力，独立进行材料力学性能测试与实验。
- 锻炼学生数据处理和结果分析的能力。
3.3 情感目标- 提高学生对土木工程材料学科的兴趣和热情。
- 培养学生对实验室安全与规范的重视意识。
第四章：实验指南4.1 实验前准备- 学生需提前了解所安排的实验内容及实验材料。
- 学生应熟悉实验室安全规范，并做好相关防护准备。
4.2 实验设备与试剂准备- 针对不同实验，教师需提前准备好相应的实验设备和试剂。
- 教师应保证实验设备的正常使用，并做好日常维护工作。
4.3 实验操作步骤- 教师应向学生清晰地演示实验操作步骤。
- 学生在实验过程中应严格按照操作规程进行，并注意安全事项。
4.4 实验结果处理与分析- 学生需按照实验要求记录实验数据。
- 学生应运用相关的计算方法对实验结果进行处理与分析。
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
土木工程材料课程教学(全文)
土木工程材料课程教学一、课堂教学（一）突出重点“土木工程材料”较多的课程内容，在有限的学时内不可能全部讲解，应根据专业性质，分清主次，突出重点。
以程云虹等主编的《土木工程材料》为例，课堂重点讲解的内容是：绪论，第一章（土木工程材料的基本性质），第二章（无机胶凝材料），第三章（水泥混凝土），第四章（砂浆），第六章（土木工程用钢），第七章（沥青及沥青混合料）。
通过绪论的学习，学生对土木工程材料有一个梗概的认识，对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解；第一章让学生了解土木工程材料基本性质，包括物理性质、力学性质及耐久性能等，同时了解材料科学的基本理论，即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系；第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。
而第五章（砌筑材料）、第八章（木材）、第九章（合成高分子材料）及第十章（建筑功能材料）作为学生自主学习的内容，但教师应适时引导和鼓舞学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。
课堂教学中，把重点讲解的内容讲深讲透，让学生扎扎实实地掌握，做到学有所获；幸免面面俱到，不求甚解。
而且，有了重点讲解的内容作为基础，学生自主学习其他章节才不会感到困难。
突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合，既有利于学生掌握系统的理论知识，又给予了学生自主学习的空间，有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力，进展学生的想象力和探究意识。
（二）科学讲解“土木工程材料”课程的内容比较松散，讲解时容易产生平铺直叙的感觉，甚至索然无味；如能精心安排、科学讲解，效果会大不一样。
比如，通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥，如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲，学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱，甚至不知所云。
因此，对于这部分内容要进行科学整合，重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝聚硬化过程、技术性质等等讲解透彻；而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时，抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应，然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性，这样内容紧凑了，脉络清楚了，学生掌握起来也就轻松了。
土木工程概论第2章-土木工程材料课件
煅烧，碳酸钙分解成为生石灰。 碳酸钙在土木工程中的用途有：
1）制作石灰乳涂料 2）配制砂浆 3）拌制石灰土和三合土 4）生产硅酸盐制品
石膏板 石灰
第二章 土木工程材料
2.2.2 钢材
土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，广泛应用各种结构工程中。 钢材均匀致密、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，有一定的塑性 和很好的韧性。 建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。
木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水量、 热胀冷缩、密度、强度。其中，抗拉、抗压、抗剪强 度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差 别。
影响木材强度的主要因素为含水量（一般含水量 高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载 作用时间（持续荷载时间长，强度下降）及木材的缺 陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。
如 GRC(Glass Reinforced Concrete) 网 架 屋 面 板 、 FRC(Fiber Reinforced Concrete)壁板、泡沫塑料壁板、玻璃幕墙等。 （2）功能材料
如钢化玻璃、中空玻璃、变色玻璃及泡沫聚氯酯保温板、泰柏板 等。 （3）装饰材料
第二章 土木工程材料
2.新型路桥材料
（1）水泥混凝土材料 显著发展有：1）碾压混凝土；2）混凝土嵌挤块；3）轻 混凝土；4）高强度混凝土；5）纤维增强混凝土；6）聚合物 浸渍混凝土
（2）沥青混凝土材料 改性沥青的研究方向主要有以下几方面： １）寻找更适合炼制道路沥青的油源 ２）制定更适用的道路沥青标准 ３）改性沥青的研制，主要是开发多种改性剂 ４）其他沥青外掺剂的研究，包括再生剂、抗剥离剂、抗 冻剂及沥青混合料增强纤维 ５）研制泡沫沥青
土木工程概论(第四版)罗福午刘伟庆(武汉理工大学出版社)讲义
土木工程概论（第四版）罗福午刘伟庆（武汉理工大学出版社）讲义学习笔记1土木工程（专业）概论一、土木工程专业培养目标和人才素质要求1、土木工程是建造各类土建工程设施的科学技术的统称。
它既指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，也指应用材料、设备为这些工程设施所进行的勘察、设计、施工、检测、维修等工程技术活动。
2、土木工程要解决的问题：（1）形成人类活动所需要的、功能良好和舒适美观的空间和通道，这是土木工程的根本目的和出发点；（2）能够抵御自然或人为的作用力，这是土木工程之所以存在的原因；（3）充分发挥所采用的材料的作用；（4）通过有效的技术途径和组织管理手段，利用社会所能提供的物资设备条件，“好、快、省”地组织人力、物力、财力，把工程设施建造成功，付诸安全耐久的使用，这是土木工程的最终归宿。
3、土木工程一般包括两个方面：（1）技术方面：勘察、测量、设计、施工、监理、开发；（2）管理方面：制定政策和法规、企业经营、项目管理、施工组织、物业管理。
4、土木工程的基本属性：（1）社会性，表现为土木工程随社会不同历史时期的需求和科学技术水平的提高而发展，同时也受社会政治、经济、资源、能源和环境等条件的约束；（2）综合性，表现为土木工程是运用多种生态资源和各类科学技术，进行开发、勘测、设计、施工、维护、管理的综合成果；（3）实践性，表现为土木工程是在实践中形成和发展的，实践使土木工程不断得到创新，是土木工程学科理论不断得到发展；（4）实用经济美观统一性，表现为土木工程必须符合人民的物质和精神需求，力求土木工程的建设成果既实用经济，又美观悦目；（5）建造过程单项性，表现为土木工程一般按建设单位的设计任务书和招投标要求单项进行设计、单项进行施工。
5、土木工程专业的培养目标：培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展，掌握土木工程相关学科的基本原理、知识和方法，获得土木工程师基本训练的，具有创新精神的高等工程技术专门人才；毕业后能从事土木工程的设计、施工和管理工作，具有初步的规划和研究开发能力。
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脱碳退火温度/℃ 高温退火温度/℃
普通取向硅钢
MnS（或MnSe） 1350源自1370不常化或900～950 70
850～950 50～55
1180～1200
（A）方案 AlN+MnS 1280～1400 1100～1150 85～87
800～850 1180～1200
第二章 磁性功能材料
第二节 软磁材料
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
2.1 概述 （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
（一）发展历史
能够迅速的响应外磁场的变化，低损耗的获得 高磁感应强度
既容易磁化，又容易退磁
功能：能量、信息的转换、传输和存储的作用。
应用广泛，使用最多 电工纯铁，硅钢，坡莫合金： 发电机和电动机的定子和转子 变压器、电感器、继电器和镇流器的铁芯
软磁铁氧体： 变压器、磁头、开关等 非晶，纳米晶
2.1 概述 （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
0.20
Al
0.55 0.20~0.5
5
磁性等级
普通 高级 特级 超级
牌号
DT3、DT4、DT5、DT6、DT8 DT3A、DT4A、DT5A、DT6A、DT8A
DT4E DT4C、DT6C
表2-4 国产电工纯铁的磁性（YB200-75）
Hc/ A·m-1 不大于
96 72 48 32
μm 不小于
（一）电工纯铁
指纯度在99.8%以上的铁，且不含有任何故意添加的合金 化元素。
最早，最常用 资源丰富、价格低廉，具有良好的可加工 性。
牌号
DT1 DT2 DT3 DT4
名称
沸腾纯铁 高纯度沸腾纯铁
镇静纯铁 无时效镇静纯铁
表2-3 国产纯铁的化学成分（质量分数）（%）
C 0.04 0.025 0.04
影响Fe-Si合金磁性能的因素
1. Si的含量 磁性能 机械性能
2. 杂质元素——越低越好
3. 晶粒的取向类型和取向度
普通取向硅钢 偏离角 7°， Bs=1.82-1.85T 高磁感取向硅钢 偏离角3°， Bs=1.92-1.95T
主要工艺
抑制剂 铸坯加热温度/℃
常化温度/℃ 第一次冷轧压下率/%
在高温时固溶的 碳成为过饱和的 间隙原子，造成 晶格畸变，产生 附加的内应力；
以Fe3C的微粒析 出，钉扎畴壁
防止磁时效发生的途径：
高温，氢气中退火 降低金属中C含量； 缓慢退火，Fe3C足够的时间长大； 人工时效
对于其他杂质，改进熔炼工艺，钢液真空处理，尽量 减少杂质
2. 冷加工在材料内部产生缺陷和应力，导致矫顽 力提高，磁导率下降。
（三）软磁材料的分类：
按材料的成分 电工纯铁 Fe-Si合金 Ni-Fe合金 Fe-Al合金 Fe-Co合金 ……
晶态 非晶态 纳米晶
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 （一）电工纯铁 （二）电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
Si 0.03 0.02 0.20
Mn 0.10 0.035 0.20
化学成分不大于
S
P
Ni
0.030 0.015 0.20
0.025 0.015 0.20
0.015 0.020 0.20
0.025 0.20 0.15 0.015 0.015 0.20
Cr 0.10 0.10 0.10
0.10
Cu 0.15 0.15 0.20
（二）电工钢（Fe-Si合金）
Fe-Si合金主要指低C（C≤0.015%，最好是≤0.005%与低 Si（Si+Al≤1%） 和Si含量在0.5%-6.5%范围内的Fe-Si软 磁合金。
（C<0.02%，Si: 1.5%～4.5%的合金）
Fe-Si相图
Si在Fe的溶解度为15%，存在、、（FeSi）、 （Fe5Si3）相。只有是铁磁性的。 BCC结构，<001>方向易磁化方向，<111>难磁化 方向
高磁感取向硅钢 （B）方案 MnSe+Sb 1350～1370 900～950 60-70 850～950 60～70
（在湿H2+N2中） （820～900）×50hr+（1180～1200）
项目
类别
硅含量（wt%） 公称厚度/mm
热轧硅钢板（无取 向）
热轧低硅钢（热轧电机钢） 热轧高硅钢（热轧变压器钢）
再结晶退火
用途：直流电机和电磁铁铁芯，继电器铁芯，永久磁 路中的导磁体和磁屏蔽，电话中磁屏蔽，电机中用以 导引直流磁通的磁极等。
直流电机铁 芯
2.1 概述 2.2 电工纯铁和电工钢 （一）电工纯铁 （二）电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
（二）定义，基本要求
软磁材料是具有低矫顽力、高磁导率的材料。
基本要求： （1）高的饱和磁感应强度 （2）低的矫顽力 （3）高的磁导率（μi，μmax） （4）稳定性要好 （5）损耗低
2.1 概述 （一）发展历史 （二）定义，基本要求 （三）分类 2.2 电工纯铁和电工钢 2.3 Fe-Ni合金 2.4 Fe-Al系和Fe-Co系软磁合金 2.5 铁氧体软磁材料 2.6 非晶，纳米晶软磁材料
6000 7000 9000 12000
磁感应值（T）不小于
B400
B800
B2000
B4000
1.4 1.5 1.67 1.71
B8000 1.8
影响电工纯铁性能的主要因素
1. 杂质元素 C, N, O, Mn, S, P, Ni, Cr，Cu，Al 等。
磁时效现象：电工纯铁在长期使用过程中磁导率逐步下 降，矫顽力上升（有时可达30%-50%）的现象。