普通物理學12--2、鐵磁質

1、11-2磁性材料（鐵磁質）磁性材料（鐵磁質）Magnetic Materials（Ferromagnetic Substance） 非磁性材料非磁性材料-1r的物質（順磁質、抗磁質）的物質（順磁質、抗磁質）引：引：磁性材料磁性材料-1r的物質（的物質（Fe、Co、Ni及其及其可見區(qū)別在于相對磁導率的不同，或可見區(qū)別在于相對磁導率的不同，或B/H的值的值不同。研究磁性材料就是研究不同。研究磁性材料就是研究B（H）曲線）曲線-磁化曲線。磁化曲線。一）磁化曲線一）磁化曲線1 1）非磁性材料的磁化曲線）非磁性材料的磁化曲線合金如硅鋼片、坡莫合金、赫斯勒合金等）合金如硅鋼片、坡莫合金、赫斯勒合金等）HB

2、oBrH cH cnIB00一）磁化曲線一）磁化曲線1 1）非磁性材料的磁化曲線）非磁性材料的磁化曲線InIH0/HBBHtg以螺繞環(huán)為例：以螺繞環(huán)為例：測量電路：測量電路：RA磁磁通通計計非磁性材料的特點非磁性材料的特點：0tg01）為一常數(shù)，為一常數(shù)，B（H）曲線為一直線）曲線為一直線其斜率其斜率2）B（H）曲線具有可逆性。）曲線具有可逆性。BHBHBH,0,0BHnIB一）磁化曲線一）磁化曲線1 1）非磁性材料的磁化曲線）非磁性材料的磁化曲線InIH0/HB以螺繞環(huán)為例：以螺繞環(huán)為例：BHtgHB2 2）鐵磁性材料的磁化曲線）鐵磁性材料的磁化曲線起始磁化曲線：起始磁化曲線：cbaHBab

3、c磁性材料是新從工廠拿來的磁性材料是新從工廠拿來的Oa段段,BH 起始段（起始段（a點稱為跗點）點稱為跗點）bc段段 飽和段飽和段BH ab段段直線段（直線段（b點稱為膝點）點稱為膝點）磁磁通通計計實驗電路：實驗電路：RA鐵磁質鐵磁質起始磁化曲線：起始磁化曲線：HBHdHB（H）關系是非線性的）關系是非線性的定義：定義：靜態(tài)磁導率靜態(tài)磁導率1tgHB1tgdHdBd動態(tài)磁導動態(tài)磁導率率在交變電流（在交變電流（H）作用）作用下的下的B（H）曲線）曲線a 首次磁化曲線首次磁化曲線HB0Hm0BmHm0BmBr（剩磁）（剩磁）-Hc-Hm0-Bm0-HcB0矯頑力矯頑力0BjHcHm0Hc-Br0矯

4、頑力矯頑力-Hm0Bm-Br（剩磁）（剩磁）HBHtobcdefgobcdefgjjH cH mBraiH cB的變化落后的變化落后H的變化，這種現(xiàn)象叫的變化，這種現(xiàn)象叫“磁滯磁滯”b反復十多次磁化后的磁化曲線反復十多次磁化后的磁化曲線-“磁滯回線磁滯回線”二）溫度對鐵磁質的影響二）溫度對鐵磁質的影響存在居里點存在居里點-使鐵磁質變?yōu)槭硅F磁質變?yōu)轫槾刨|的溫度。順磁質的溫度。物質物質居里點居里點鐵鐵1043K鈷鈷1400K鎳鎳637K綜上所述：磁性材料特點：綜上所述：磁性材料特點：2）有剩磁，去磁要有矯頑力）有剩磁，去磁要有矯頑力Hc 3）具有使鐵磁質性質消失的）具有使鐵磁質性質消失的“居里點居

5、里點”。1）B、H具有非線性關系，具有非線性關系， 數(shù)值都很大。數(shù)值都很大。mr.三）磁疇學說三）磁疇學說bHBocdefgojBrHcHc1 1）鐵磁質的磁疇結構）鐵磁質的磁疇結構鐵磁質是由一些自發(fā)磁化的區(qū)域鐵磁質是由一些自發(fā)磁化的區(qū)域-磁疇構成磁疇構成多多晶晶體體單單晶晶體體體積：體積：10-8 10 -10cm3含鐵原子數(shù)：含鐵原子數(shù)：1017-1021個個成因：一種量子作用成因：一種量子作用-電子軌道交疊產(chǎn)生的一電子軌道交疊產(chǎn)生的一 種交換耦合作用，使電子自旋取一致平種交換耦合作用，使電子自旋取一致平 行的排列，形成自發(fā)的磁化區(qū)域行的排列，形成自發(fā)的磁化區(qū)域-磁疇。磁疇。疇壁疇壁-兩個

6、磁疇之間的過渡部分兩個磁疇之間的過渡部分-“布洛赫壁布洛赫壁” 厚度在厚度在10-6cm左右。左右。HHH磁疇在外磁場作用下的兩種變化磁疇在外磁場作用下的兩種變化1）疇壁擴充）疇壁擴充2）磁疇轉向）磁疇轉向自發(fā)的磁化強度與外場自發(fā)的磁化強度與外場一致的磁疇疇壁向外擴一致的磁疇疇壁向外擴張。張。在強磁場作用下磁疇在強磁場作用下磁疇的磁化強度轉向與外的磁化強度轉向與外磁場一致。磁場一致。2 2用磁疇結構解釋鐵磁質的特性用磁疇結構解釋鐵磁質的特性oa段段Hab段段Hb i 段段HHHBHtobcdefgobcdefgjjBrHcHcHmai疇壁擴充疇壁擴充磁疇吞并磁疇吞并剩磁剩磁矯頑力矯頑力磁滯損耗磁滯損耗單位體積單位體積磁滯損耗磁滯損耗LmHdBw敲打和加敲打和加熱可以去熱可以去磁。磁。NSNSNSNSNSSNNSNSNSNSNSNSSNSNSNSNSNS磁帶去磁原理：磁帶去磁原理：HHtHBHtHtoito磁頭磁頭i四）磁性材料的分類四）磁性材料的分類1 1）按矯頑磁力分：）按矯頑磁力分：軟磁性材料軟磁性材料-Br小小Hc小磁滯回線細長，適用小磁滯回線細長，適用 制造電機、變壓器等。制造電機、變壓器等。硬磁性材料硬磁性材料-Br大大Hc大磁滯回線大磁滯回線“肥胖肥胖”，適，適 用制造永久磁鐵、磁電式儀表等。用制造永久磁鐵、磁電式儀表等