第三章 材料的磁性能
第三章金属磁性材料(软磁)
产生的强大涡电流,最后以焦耳热的形式散失的能量损耗.
• 降低涡流损耗的途径
– 将软磁合金扎制成薄片,薄片之间保持良好的绝缘,,做成 叠层铁心.
– 趋肤效应-铁片的厚度不能超过趋肤深度.
• 反常损耗-磁导率的变化,磁畴结构的变化导致局 部磁通的变化, 而形成微观涡流损耗.铁硅合金相图 Nhomakorabea相图可以看出
• 随着合金含硅量的增加，α→γ的转变温度上升，γ→δ的 转变温度下降，两者在大约2.5% Si处相交，形成一封闭 的“γ回线”。
• 3.2%Si-Fe合金来说，当温度从室温上升到熔点的过程中， 不会发生任何结构转变，并始终保持单一的体心立方结构， 这对在较高温度下进行再结晶退火十分有利，同时，当温 度从高温缓慢冷却到室温时，又不会象纯铁那样受到 δ→γ和γ →α转变的干扰，因此这种合金很容易制成单晶。
• γ回线的大小对合金的含C量十分敏感。对铁硅合金，应 使含C下降到0.01%以下。
Fe的晶体结构
⑴ 常压下，温度＜910℃, 为体心立方（bcc）， 铁磁性的α－Fe， 居里温度为770 ℃ ， 易磁化方向为<100>, 难磁化方向为<111>
⑵910 ℃ ＜温度＜1400℃ 面心立方, 顺磁性的γ－Fe
第三章 金属磁性材料(软磁)
上节内容回顾 本节主要内容
知识点 作业
上节内容回顾
• 1.1 原子的磁性 • 1.2 大块材料的磁性 • 1.3 交换作用与强磁性 • 1.4 强磁性形成条件及磁性的分类 • 1.5 磁性材料中的磁畴结构 • 1.6 多畴结构的成因 • 1.7 影响磁畴结构的因素 • 1.8 磁化过程 • 1.9 磁化过程的阻滞
第三章磁场及电磁感应-PPT
第四节 铁磁性物质
生活中使用螺丝刀拧螺钉时,螺丝刀上得螺钉很容 易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁(如音箱扬声器) 上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但就是当拿磁铁去 吸铜钥匙时,无论如何铜钥匙根本就吸不起来,您知道产 生这些现象得原因吗？
一、铁磁物质得磁化 1、物质分类 根据磁导率得大小不同,可将物质分成三类:略大于1 得物质称为顺磁物质,如空气、铝、锡等;略小于l得物 质称为反磁物质,如氢、铜、石墨等;顺磁物质与反磁物 质统称为非铁磁物质。远大于1得物质称为铁磁性物质, 如铁、钴、镍、硅钢、铁氧体等。
第一节 磁场
在磁场中可以利用磁感
线(也称为磁力线)来形象地表 示各点得磁场方向。所谓磁 感线,就就是在磁场中画出得 一些曲线,曲线得疏密程度表 示磁场得强弱;曲线上每一点 得切线方向,都跟该点得磁场 方向相同,如右图所示。
磁感线及磁场方向
若磁体周围磁场得强弱相等、方 向相同,我们把它定义匀强磁场,如右 图所示。
罗盘
第一节 磁场
一、磁场 1、磁体 某些物体具有吸引铁、钴、镍 等物质得性质叫磁性。具有磁性得 物体叫磁体。磁体分为天然磁体与 人造磁体。常见得条形磁铁、马蹄 形磁铁与针形磁铁等都就是人造磁 体,如右图所示。
2、磁极 磁体两端磁性最强,磁性最强得地方叫 磁极。任何磁体都有一对磁极,一个叫南极 ,用S表示;另一个叫北极,用N表示,如右图 所示。N极与S极总就是成对出现并且强度 相等,不存在独立得N极与S极。
常见人造磁铁 磁针得指向
第一节 磁场 当用一个条形磁铁靠近一个悬挂得小磁针(或条形磁铁)时,如
图所示。我们发现:当条形磁铁得N极靠近小磁针得N极时,小磁针N 极一端马上被排斥;当条形磁铁得N极靠近小磁针得S极时,小磁针S 极一端立刻被条形磁铁吸引。
磁性材料与器件-第三章-技术磁化
3.1.2 磁晶各向异性能
M
W HdM
0
3.1.2 磁晶各向异性能
沿铁磁晶体不同晶轴方向磁化 时所增加的自由能不同，称这 种与磁化方向有关的自由能为 磁晶各向异性能。 在易磁化轴方向上，磁晶各向 异性能最小，而在难磁化轴方 向上，磁晶各向异性能最大。 铁磁体从退磁状态磁化到饱和，需要付出的磁化功为：
3.3.1 磁化机制
技术磁化：铁磁体在外场作用下通过磁畴转动和 畴壁位移实现宏观磁化的过程
磁化本质： 内部的磁畴结 构发生变化
3.3.1 磁化机制
3.3.1 磁化机制
沿外场H方向上的磁化强度MH
Vi为第i个磁畴的体积；i为第i个磁畴的自发磁化 强度与H间的夹角； V0为块体材料的体积。 当H改变H时，MH的改变为
z Is(123)
[001]
[100]：1=1,2=0,3=0
EK[100]=0
[110]： 1 0,2 3 1/ 2 EK[110]=K1/4
y
[110]
1 2 3 1/ 3 [111]：
EK[111]=K1/3+K2/27
x
3.1.2 磁晶各向异性能
3.1.1 磁晶各向异性
同一铁磁物质的单晶体，其磁化曲线随晶轴 方向不同而有所差别，即磁性随晶轴方向而异。 这种现象称为磁晶各向异性。 磁晶各向异性存在于所有铁磁性晶体中。 沿铁磁体不同晶轴方向磁化的难易程度不同，磁 化曲线也不相同。
3.1.1 磁晶各向异性
从能量角度，铁磁体从退磁状态磁化到饱和状态，M-H曲 线与M轴之间所包围的面积等于磁化过程做的功
3.1.5 磁晶各向异性起源
磁晶各向异性来源模型
（a）磁体水平磁化时，电子云交叠少，交换作用弱 （ b）磁体垂直磁化时，由于 L-S 耦合作用，电子云 随自旋取向而转动，电子云交叠程度大，交换作用 强。
铁磁材料的微观结构及磁性研究
铁磁材料的微观结构及磁性研究第一章引言铁磁材料是指在外加磁场下表现出明显的磁性，且可以保持较长时间的永久磁性。
该类材料在电机、电子、通讯等领域具有广泛的应用。
因此，了解铁磁材料的微观结构和磁性的研究具有重要的理论意义和应用前景。
本文将从铁磁材料的微观结构和磁性两个方面进行研究。
第二章铁磁材料的微观结构2.1 铁磁材料中的基本单元铁磁材料中最基本的单元是磁畴，磁畴内部的磁向是均匀的，但相邻磁畴的磁向方向不同。
磁畴大小取决于材料的性质以及外界磁场的大小和方向。
2.2 磁畴的形成在没有外界磁场的情况下，铁磁材料中，磁畴的大小是随机的。
当加入外界磁场时，由于铁磁材料中存在磁各向异性，即材料中磁性取向的方向并非各向同性，会导致磁畴在特定方向上逐渐扩大，最终整个材料成为一整个磁畴。
2.3 磁畴壁由不同方向的磁畴构成的磁畴壁，是铁磁材料中具有影响力的微观结构之一。
在磁畴壁中，磁向有较大的弯曲，形成一定的磁场梯度。
磁畴壁中的这种磁场梯度不仅可以影响磁畴的运动，还能影响材料的磁学性质。
第三章铁磁材料的磁性研究3.1 铁磁材料的永磁铁磁材料中的永磁性能主要是由微观结构中的磁畴和磁畴壁组成，其永久磁矩的产生与材料的磁各向异性强相关。
磁各向异性用于描述不同磁向的能量差异。
通过材料的光学及电学性质等方面变化研究研究不同磁向能量差异、磁各向异性的变化及分布，进而分析材料磁性能的产生。
3.2 铁磁材料的磁滞回线铁磁材料的磁滞回线是描述铁磁材料磁化与反磁化过程中磁场强度和材料磁化强度之间关系的重要指标，磁滞回线是由材料磁滞效应引起。
磁滞回线特征的分析可以更深层次的研究铁磁材料的磁性质，并且可以预测铁磁材料在不同条件下磁性的表现。
3.3 铁磁材料的超顺磁性当外界磁场作用于铁磁材料中微小的磁颗粒时，当磁颗粒的大小越小时，其磁矩越容易随热运动的引动而产生快速磁翻转现象，使磁颗粒不再具有永久磁性。
这时，铁磁材料的磁性质就表现出超顺磁性。
第三章;磁学性能(材料的磁化特征及其基本参数)
四、磁化曲线和磁滞回线
磁导率和磁场的关系
磁滞：指铁磁材料的磁性状态变化时，磁化 强度滞后于磁场强度，它的磁通密度B与磁场 强度 H之间呈现磁滞回线关系 剩磁Br：磁滞回线中，外磁场 减小为零时， 铁磁质所具有的磁感应强度 矫顽力Hc：为使剩磁降低为零而施加的反向 外磁场强度 磁致损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现 象引起的能量损耗。经一次循环，磁滞损耗 等于磁滞回线的面积
一个环形电流的磁矩：Pm=ΙS Ι环形电流的强度， S是环形所包围的面积。
当有外加磁场后，环形电流的磁矩沿磁场规律排 列，在宏观上显示磁性。用磁化强度衡量物质磁 性强弱及磁化状态
磁化强度
磁化强度：单位体积的总磁矩
磁极化强度
材料受磁化后呈规律排列，宏观上显示磁极 （南北极），把微观的磁分子称为磁偶极 子，宏观所表示出的磁矩称为磁偶极矩jm
第三章 材料的磁学性能
材料的磁化特征及其基本参数
一、磁化现象及磁化强度 磁性与物质的微观结构相关，决定于原子
结构、原子间的相互作用，例如:键结合和 晶体结构等。 磁性是微观结构表现出来的一种宏观现象。 研究磁性也是研究材料物质内部微观结构 的方法。
磁化现象及磁化强度
一切物质都具有磁性，任何空间都存在磁场，只是强弱不同而已。 根本原因：
• 磁----电 • 磁现象的本质是由于带电物体运动的结果。 • 原子中电子的绕核运动、电子本身的自旋，都会产生磁场。 • 一个分子内部全部电子运动产生的磁场的总和叫做分子磁
场。 • 物质在磁场中，由于受到磁作用而呈现一定磁性称为磁化 • 凡是能被磁场磁化的物质称为磁介质（磁质）。
当物质处于磁场中时，会使磁场发生变化，不 同的物质所引起的磁场变化不一样。
第三章 磁学性能(磁性及其物理本质)
五、影响金属抗磁性及顺磁性的因素
；六、 磁化率的测量
磁秤 利用试样在非 均匀磁场中的受力情 况来确定它的磁化率。
利用与标准试样对比来确定它的磁化率。
但还有相当多的固溶体顺磁物质，特别是过渡族金属元 素是不符合居里定律的。它们的原子磁化率和温度的关系需 用居里-外斯定律来表达 。
居里-外斯定律
为居里温度 。 2. 磁化率与温度无关的顺磁质 碱金属Li、Na、K、Rb属于此类。
3.存在反铁磁体转变的顺磁体 过渡族金属及其合金或它们的化合物属于这类 顺磁体。它们都有一定的转变温度，称为反铁磁居 里点或尼尔点，以TN表示。当温度高于TN时，它们 和正常顺磁体一样服从居里-外斯定律，且△＞0； 当温度低于TN时，它们的χ随T的下降而下降，当 T→OK时，χ→常数；在TN处χ有一极大值，MnO、 MnS、NiCr、CrS-Cr2S、Cr2O3、FeS2、FeS等都属这 类。
顺磁体的χ-T 关系曲线示意图
四、金属的抗磁性与顺磁性 金属是由点阵离子和自由电子构成的，故金属的 磁性要考虑到点阵结点上正离子的抗磁性和顺磁性， 以及自由电子的抗磁性与顺磁性。 正离子的抗磁性源于其电子的轨道运动，正离子 的顺磁性源于原子的固有磁矩。 而自由电子的磁性的顺磁性源于电子的自旋磁矩， 自由电子的抗磁性源于共在外磁场中受洛仑兹力而 作的圆周运动，这种圆周运动产生的磁矩同外磁场 反向。 四种因素竞争的结果决定物质是否是抗磁体或 顺磁体。
电子循轨磁矩
电子的自旋磁矩
原子核的自旋磁矩
3.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 物质的磁性及其物理本质
3.2.1 原子磁性
原子由原子核和核外电子构成，核外电子在各自 的轨道上绕核运动的同时还进行自转运动。因此，分 别具有轨道磁矩和自旋磁矩。
常用电工材料及设备
第1章操作系统概述
1.1操作系统的概念 1.2操作系统的发展 1.3操作系统的功能 1.4操作系统的特征 1.5操作系统的逻辑结构 1.6常用操作系统介绍 1.7操作系统的几种观点
1.1操作系统的概念
1.1.1 计算机系统
计算机系统就是按照人的要求接收和存储 信息，自动进行数据处理和计算，并输出 结果信息的机器系统。它是一个相当复杂 的系统，即使是目前非常普及的个人计算 机也是如此。计算机系统拥有丰富的硬件、 软件资源，操作系统要对这些资源进行管 理。一个计算机系统由硬件（子）系统和 软件（子）系统组成。其中，硬件系统是 借助电、磁、光、机械等原理构成的各种 物理部件的有机结合，它构成了系下一统页本身返回
４）击穿强度。当施加于绝缘材料两端的交流电场强度高于 某一临界值后，其电流剧增，绝缘材料完全失去其绝缘性能， 这种现象称为击穿。其临界电场强度称为击穿强度 ，单位 为ｋＶ／ｃｍ 或ｋＶ／ｍｍ。
５）相对介电常数。绝缘材料两端面之间相当于一电容器， 其电容量为C，其值与假定其间为真空时电容量C 0之比，称 为相对介电系数 。
1.1操作系统的概念
现代计算机不再简单地被认为是一种普通 的电子设备，它是一种进行计算或者控制 那些可以表示为数字或者逻辑形式的操作 的设备。近年来，大型计算机系统的模型 呈现为层次式结构，即将一个操作系统分 为若干层次。图1-1所示是一般的计算机 系统的层次结构。从层次结构中可以看出， 最外层是各种用户，最底层是硬件系统。 人与硬件系统的接口是软件系统，软件系 统大致可以分为系统软件和应用软件。系 统软件如操作系统、编辑上软一件页、多下一种页语言返回
(4)输入设备：是向计算机输入数据和信 息的设备，是计算机与用上户一或页其他下一设页备通返回
3磁场1-3节知识点与习题(有答案)
第三章磁场一、磁现象1、磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）2、磁体：定义：具有磁性的物质分类：永磁体分为天然磁体、人造磁体3、磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
（磁体两端最强中间最弱）水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
说明：最早的指南针叫司南。
一个永磁体分成多部分后，每一部分存在两个磁极。
如图所示，当弹簧测力计吊着一磁体，沿水平方向从水平放置的条形磁铁的A端一到B 端的过程中，能表示弹簧测力计示数与水平位置关系的是图中的〔〕——条形磁铁的两端磁性最强，中间最弱；再者同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，所以由A到B的过程中，弹簧测力计示数逐渐变大。
选D有两根外形完全相同的钢棒，一根有磁性，另一根没有磁性，要确定哪根钢棒有磁性，某同学用一根钢棒的一端去接触另一根钢棒的中间部分，如图所示，若两根棒互相吸引，可以决定_________钢棒有磁性，若两根钢棒互相不吸引，可以断定_________钢棒有磁性。
——乙；甲. 因为条形磁铁的两端磁性最强，中间最弱。
有两个完全相同的磁铁，在不同的磁极上吸引两只铁钉，如图所示．如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，会有什么现象发生？设法做一下这个实验，并分析产生有关现象的原因．当两磁铁靠近时，两个铁钉相吸引，因为两个铁钉都被磁化，下端为异名磁极，因此相吸引；当两个磁极相接时，两只铁钉会在重力作用下落下，因这时相接处相当于一条形磁铁中央处，磁性很弱．4、磁化：①定义：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。
②钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁5、物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断。
第三章;磁学性能(铁磁性及其物理本质)
ppt课件
10
3.4 磁晶各向异性和各向异性能
磁各向异性
对于铁磁单晶的研究发现，沿不同晶向的磁化 曲线不同。这种在单晶体的不同晶向上磁性能不同 的性质，称为磁性的各向异性。
[100]
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[110]
11
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相邻原子间电子轨道还有交换作用，由于自旋-轨 道相互作用，电荷的分布为旋转椭球性，非对称性与 自旋方向密切相关，所以自旋方向相对于晶轴的转动 将使交换能改变，同时也使原子电荷分布的静电相互 作用能改变，导致磁各向异性。
当 Rab／r ﹤ 3， A﹤0，则反向 排列， 为反铁磁性
铁磁性产生的充要条件：
原子内要有为填满的电子壳层，满足 Rab／r ﹥3使A﹥0。
前者指的是原子本征（固有）磁矩不为 零；后者指的是要有一定的晶体结构。
ppt课件
Rab-原子间距 r未填满的电子层半
径
5
铁磁性产生的条件：①原子内部要有末填满的 电子壳层；②及Rab／r之比大于3使交换积分A为正。 前者指的是原子本征磁矩不为零；后者指的是要有 一定的晶体结构。
ppt课件
2
根据键合理论可知，原子相互接近形成分子时，电 子云要相互重叠，电子要相互交换位置。 对于过渡族金属，原子的3d的状态与4s态能量相 差不大，因此它们的电子云也将重叠，引起s、d状 态电子的再分配。 即发生了交换作用。交换作用产 生的静电作用力称为交换力。
交换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序 排列。其作用就像强磁场一样，外斯“分子场”即 来源于此。
具有亚铁磁性的物质绝大部分是金属的化物，是非金属磁性材料，一般称为铁氧体。磁性离子间并不存
在直接的交换作用，而是通过夹在中间的氧离子形成间
(整理)《磁性材料》基本要求.
《磁性材料》基本要求一、熟练掌握基本概念：(1) 磁矩：磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积，μm =iS ，方向由右手定则确定，单位Am 2。
(2) 磁化强度（M ）：定义单位体积磁性材料内磁矩的矢量和称为磁化强度，用M 表示，SI单位为A/m 。
CGS 单位：emu/cm 3。
换算关系：1 ×103 A/m = emu/cm 3。
(3) 磁场强度（H ）：单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。
SI 单位是A ·m -1。
CGS 单位是奥斯特(Oe)。
换算关系：1 A/m =4π/ 103 Oe 。
(4) 磁化曲线：磁体从退磁状态开始到磁化饱和的过程中，磁感应强度B 、磁化强度M 与磁场强度H 之间的非线性关系曲线。
(5) 退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线。
(6) 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它两端出现的自由磁极将产生一个与磁化强度方向相反的磁场。
该磁场被称为退磁场。
退磁场的强度与磁体的形状及磁极的强度有关存在：Hd=-NM 。
(7) 饱和磁感应强度Bs(饱和磁通密度) ：磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
SI 单位是特斯拉[T]或[Wb·m -2]；CGS 单位是高斯(Gauss)。
换算关系：1 T = 104 G 。
(8) 磁导率：定义为磁感应强度与磁场强度之比μ＝Ｂ／Ｈ，表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m -1）． (9) 起始磁导率：磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值。
H B H i 00lim1→=μμ (10) 磁化率定义为磁化强度与磁场强度之比：χ= M /H(11) 居里温度：即铁磁性材料（或亚磁性材料）由铁磁状态（或亚铁磁状态）转变为顺磁状态的临界温度，在此温度上，自发磁化强度为零。
(12) 磁各向异性：磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。
包括：磁晶各向异性，形状各向异性，感生各向异性和应力各向异性等。
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2009-6-12
wzhuo
11
• 磁存储
2009-6-12
wzhuo
12
2、现代观点：
物质的磁性来源于物质中原子的磁性
1) 带电的粒子漂移或运动产生磁场 2) 电子的自旋 3）电子的轨道运动：核外电子的 运动相当于一个闭合电流，具有 一定的轨道磁矩 4) 原子核的磁矩
2009-6-12 wzhuo 13
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Be--P，S，Cl，Ar主要表现为抗磁 性
2. Bi、Cu、Ag、Au等金属也具有抗磁
性。
3. C、Si、Ge 4. F、Cl、Br、I
2009-6-12 wzhuo 38
抗磁性（磁无序）
并且在磁性陶瓷材料中，构成了几 乎所有的阴离子，如O2-，F-，CL，S2-，CO32-，N3-，OH-等，在这 些阴离子中，电子填满壳层，自旋 磁矩平衡。
2009-6-12 wzhuo 33
抗磁性（磁无序）---顺磁性
许多物质在放入外磁场中时，感生出和H相反方 向的磁性，磁化率χ<0 ，这种物质称抗 磁性物质 许多物质在放入外磁场中时，感生出和H相同方 向的磁性，磁化率χ>0，这种物质称顺 性物质
χ=M/H
2009-6-12 wzhuo 34
固体磁性的分类
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基本概念-2
1、磁矩 2、磁畴壁 3、居里温度 5、磁滞回线 7、最大磁能积（BH）max 8、自发磁化
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wzhuo
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1、磁矩
任何一个封闭的电流都具有磁矩m，其大小为电 流与封闭环型的面积的乘积，即m=I×S。 在均匀磁场中，磁矩受到磁场作用的力矩J为： J=m×B
2009-6-12 wzhuo 50
为什么材料会表现出不同的磁性？
在晶体中， 轨道与轨道、轨道与自旋、自旋与自 旋的直接或间接的相互作用 以及这些磁矩对外磁场响应 或者说：能量交换的过程各异 就构成了各种具有不同磁性的材料。
(magnetic susceptibility) 根据M与H的方向，
χ可取正(当M与H 同向时) ，
也可取负(当M与H反向时) ， 这与物质的磁性本质有关。
2009-6-12 wzhuo 5
• 磁悬浮列车
6.磁性材料的应用
上海磁悬浮列车
平均时速300公里/小时，最高时速430公里/小时
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磁性主要来源
材料的磁性主要来源于电子的轨 道磁矩和自旋磁矩。 原子核的磁矩很小，只有电子的 几千分之一，通常可以略去不 计。
带电的粒子漂移或运动产生的磁场也 比较小。
2009-6-12 wzhuo 14
解释：宏观量子隧道效应 隧道效应： 微观粒子具有贯穿宏观系统 的势垒的能力称为隧道效 应。
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•
电磁炮
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原理： 传统的火炮都是利用弹药爆 炸时的瞬间膨胀产生的推力将 炮弹迅速加速，推出炮膛。 而电磁炮则是把炮弹放在螺线 管中，给螺线管通电，那么螺 线管产生的磁场对炮弹将产生 巨大的推动力，将炮弹射出。
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•
磁存储
所谓磁存储就是以记录磁场 方向的方式或磁场的有无来 储存资料。 数据在磁片上以磁化的点来 表示，被磁化的点代表1，没 有被磁化的点代表0。
数目相等，不产生磁矩。
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抗磁性
抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为 零，即不存在永久磁矩。 当抗磁性物质放入外磁场中，外磁场使 电子轨道改变，感生一个与外磁场方向 相反的磁矩，表现为抗磁性。
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抗磁性（磁无序）
1. 周期表中前18个元素H，He，Li，
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7、最大磁能积（BH）max
最大磁能积（BH）max是退磁曲线B和H对 应点乘积的最大值，是硬磁材料最重要的性 能指标。 矫顽场Hc大的物质，由于消磁困难，称为硬 磁材料，Hc＞10KA/m。 矫顽场小的物质，称为软磁材料，Hc＜ 1KA/m，能够在小的磁场中进行磁化或消 磁。
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wzhuo
1
磁场强度H与磁感应强度B的关系
磁场强度H 磁感应强度B 磁化强度M
（B=µH 式 ）
（M
=χ H ）
µ：为磁导率(Magnetic permeability)
χ：单位体积磁化率
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磁导率
磁导率是磁性材料最重要的性能之一，磁导 率反映了磁介质的特性，表示在单位强度的 外磁场下材料内部的磁通量密度。 磁导率的单位为：亨利/米(H/m)。 若磁场中为真空介质，则磁感应强度为:
J为矢量积；B为磁感应强度。
磁矩是表征磁性物体磁性大小的物理量，磁矩越 大，磁性越强，即物体在磁场中受的力越大。
2009-6-12 wzhuo 20
磁畴壁
任何铁磁体和亚铁磁体，在温度低于居里 温度Tc时，都是由磁畴组成的。 磁畴是自发磁化到饱和（即其中的磁矩均 朝一个方向排列）的小区域。 相邻磁畴之间的界线叫磁畴壁 磁畴壁是一个有一定厚度的过渡层，在过 渡层中磁矩方向逐渐改变。
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， 别为4和5，O2-是无磁矩的。 磁铁矿Fe3O4 ，为亚铁磁；它在奈尔发 现亚铁磁性和反铁磁性之前，被归为铁 磁性物质。
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亚铁磁性物质像铁磁性一样，在居里点 以下保持暂态磁性，在该温度以上无磁 性序列(顺磁性)。 但是，有时候在一个低于居里点的温 度，两种亚晶格有相同的磁矩，从而导 致零磁矩；该现象被称为磁抵消点。 该抵消点在石榴石--女性之石和稀土金 属—过渡金属混合物中，容易被观测 到。
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Bs：饱和磁感应强度；Br：剩余磁感应强度 使剩（残）余磁感应强度变为零时的磁场强度称为矫顽场 Hc。磁滞回线包围面积的大小代表能量损失的多少。
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软磁材料---应用
软磁材料经常用于变压器的铁芯或发电机 的转子等高频电流机电设备中，这是由 于交流发电情况下，磁场方向频繁改 变，因此需要能量损失尽可能小，即需 要选择磁滞回线包围面积小的材料。
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2、 顺磁性
2、顺磁性 原子内部存在未抵消的永久磁矩 磁化率是数值比较小的正数 且磁化率与温度T 成反比关系，遵从居里 定律。 大部分金属具有顺磁性
χ = μ 0C / T
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2 顺磁性---顺磁体
在具有未成对电子的原子、分子或 离子中，由于存在未成对电子的轨 道运动和自旋运动而具有磁矩，这 种性质称为顺磁性。 具有顺磁性的物质称为顺磁体。
1. 抗磁性（磁无序）
磁化方向与外加磁场方向相反 磁化率是数值甚小的负数， 数量级为：-10-4 ~-10-6 具体材料有：大部分的绝缘体和一部分 简单金属，如： Bi、Cu、Ag、Au。
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抗磁性（磁无序）
当磁化强度M为负时，介质表现为 抗磁性。 抗磁性物质的磁化率χ一般为-105。抗磁性物质的正、反旋转的电子
Bo=µoH
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磁化强度
一个物体（磁性材料）在外磁场中被磁化的 程度，用单位体积内磁矩多少来衡量，称之 为磁化强度M 。 若 物质被均匀磁化，在体积V内含有磁矩 ∑m，则由定义可得：磁化强度M为：
M = ∑m /V
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单位体积磁化率χ
χ称为单位体积磁化率
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3 铁磁性（磁有序）
这类固体的磁化率是特别大的正数，在某个 临界温度TC以下，即使没有外加磁场， 材料中也会产生自发的磁化强度。 在高于TC的温度，它变成顺磁体，磁化 率服从居里——外斯定律
χ = μ 0C /(T − θ )
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顺磁体的主要特征 是：不论外加磁场是否 存在，原子内部存在永 久磁矩。 顺磁体宏观无磁性， 在外磁场作用下，磁矩 可以规则取向，物质显 示极弱的磁性。
（a）顺磁性 （b）铁磁性
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（c）反铁磁性 （d）亚铁磁性
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• 顺磁体的磁化强度为正，且M严格与外 磁场H成正比。 • 顺磁体磁化率是数值很小的正数， 数量级为：10-2 ~10-5 具体材料有：过渡族元素、稀土元素及 铝、铂等金属，它们都属于顺磁性物 质。
•
电磁炉
特点： • 直接发热，热效率高达90% • 炉面无明火，无烟无废气 • 电磁火力强劲，安全可靠
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• 隐身飞机
F117隐形战斗机
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第一个提出电磁炮这一概念 并进行实验的是挪威伯克兰 教授。 1901年获得了专利。 l978年，澳大利亚科学家在5 米长的轨道炮上获得： 电磁炮，炮弹弹丸初速度为 3 ～ 5.9千米／秒。 舰载概念电磁炮及其原理图 而现在普通炮弹，弹丸初速 度是1.5～1.7千米／秒。
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磁滞回线1 B—Ｈ
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磁滞回线2 Ｍ—Ｈ