現(xiàn)代分析20106物性分析

第五章磁性分析宇宙萬物均具有磁性，有的材料磁性強，有的材料磁性弱，其強弱與材料的成分、組織、結構有關。表征磁性的參數(shù)：磁化強度、磁導率、磁化率、矯頑力、飽和磁化強度、居里點等，其中磁化強度、磁導率、磁化率、矯頑力與材料的組織有關，可用于分析晶粒大小、形狀、第二相分布、晶體缺陷等；飽和磁化強度、居里點主要與相結構有關，用于物相分析?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》1現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!5.1磁性及其物理本質(zhì)若在真空中造成一個磁場，然后在磁場中放入一種物質(zhì)，無論放入什么物質(zhì)，都會使物質(zhì)的空間磁場發(fā)生變化。例如：Fe使磁場強烈地增加——鐵磁性Cu則使磁場減弱——抗磁性空氣使磁場略有增加——鐵磁性物質(zhì)在磁場中由于受磁場的作用表現(xiàn)出一定的磁性，這種現(xiàn)象稱為磁化。把能磁化的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)，實際上包括空氣在內(nèi)的所有物質(zhì)都是磁介質(zhì)?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》2現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!一、磁性原理1.電子軌道磁矩產(chǎn)生：電子繞原子核作軌道運動，可看作是一個閉合電流，將產(chǎn)生一個磁矩。大小：《材料現(xiàn)代分析技術》3現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!3.原子的總磁矩

很小，為電子磁矩的1/2000,通常不考慮。對于單原子：一個電子層排滿，總磁矩為零；電子層未被排滿，總磁矩不為零對于分子：因原子結合成分子時外層電子磁矩要變化，分子磁矩不是各單原子磁矩的總和。《材料現(xiàn)代分析技術》4現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!5.2抗磁性與順磁性所有物質(zhì)、任何狀態(tài)下、任何條件下都顯示或強或弱的磁性。按物質(zhì)磁性的不同特征，可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性等五類。本節(jié)討論抗磁性和順磁性。《材料現(xiàn)代分析技術》5現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!2.抗磁性產(chǎn)生原因抗磁性物質(zhì)電子層已填滿電子，其軌道磁矩和自旋磁矩互相抵消，在沒有磁場作用下，原子磁矩等于零。在外磁場作用下，電子軌道回路產(chǎn)生一個附加感應電流，這一附加感生電流的磁矩方向與外磁場方向相反?？勾判允怯捎陔娮釉谲壍肋\動中產(chǎn)生的，而任何物質(zhì)都存在電子的軌道運動，故任何物質(zhì)在外加磁場作用下都要產(chǎn)生抗磁性。只有抗磁性大于順磁性的物質(zhì)才成為抗磁性物質(zhì)?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》6現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!三、物質(zhì)的抗磁性與順磁性1.非金屬除O、石墨外都是抗磁性的2.金屬中Cu、Ag、Au、Cd、Hg等是抗磁性的3.所有的堿金屬，除B外都是順磁性的4.三價金屬也是順磁性的，如Al、Se、La5.稀土金屬順磁性較強，磁化率較大6.過渡族元素具有強烈的順磁性，如Ti、V、Cr、Mn等《材料現(xiàn)代分析技術》7現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!3.晶粒度細化晶?？墒广G、銻、硒、碲的抗磁性減小，高度細化時可由抗磁性轉變?yōu)轫槾判浴C上所述，各種破壞晶體完整性的因素均使抗磁性下降。4.相結構與組織影響規(guī)律復雜《材料現(xiàn)代分析技術》8現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!《材料現(xiàn)代分析技術》9現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!2、熱磁儀法起始態(tài)，試樣與磁場夾角為φ0；在磁場作用下，鐵磁性試樣將產(chǎn)生一個力矩，使試樣向磁場方向轉動，夾角為φ1；磁化強度：《材料現(xiàn)代分析技術》1-燈尺2-光源3-彈簧4-反射鏡5-支桿6-磁極7-試樣10現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!一、測定鋼中殘余奧氏體含量各種鋼經(jīng)淬火后，在室溫組織中或多或少存在殘余奧氏體。殘奧數(shù)量的多少與鋼的成分、淬火加熱溫度、保溫時間、淬火冷卻速度等有關。殘奧的存在對材料的工藝性和力學性能有極為重要的影響。思路：用沖擊法測試樣的飽和磁化強度，根據(jù)飽和磁化強度與馬氏體量成正比求出馬氏體量，扣除之后即得奧氏體量?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》11現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!2.電子自旋磁矩產(chǎn)生：電子的自旋運動大?。骸恫牧犀F(xiàn)代分析技術》12現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!二、磁性基本參數(shù)磁矩：表示磁性的強弱磁場強度磁化強度磁感應強度磁化率《材料現(xiàn)代分析技術》13現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!一、抗磁性1.定義：也稱逆磁性或反磁性，被磁場所排斥的物質(zhì)具有抗磁性，其磁化率小于零。惰性氣體是典型的抗磁性物質(zhì)，此外還有離子型晶體、大部分有機物、一些金屬（Cu、Ag、Pb）?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》14現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!二、順磁性

1.定義：磁化率大于零的物質(zhì)2.產(chǎn)生原因：順磁性物質(zhì)的單個原子是有磁矩的，由于熱振動，原子磁矩混亂分布，此時物質(zhì)的總磁矩為零。在外磁場作用下，原子磁矩排向磁場方向，總磁矩大于零。順磁性物質(zhì)：O、Pt、Pd、稀土、Fe、Co、Ni等《材料現(xiàn)代分析技術》15現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!四、影響抗磁性與順磁性的因素1.溫度溫度本身影響不大，但當溫度引起相變化時將使抗磁磁化率發(fā)生變化。2.塑性變形塑變使原子間距增大，密度減小，造成抗磁性減小（如Cu、Zn）。在高度加工硬化下，Cu由抗磁性轉變?yōu)轫槾判浴?/p>

《材料現(xiàn)代分析技術》16現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!5.3鐵磁性一、磁化曲線與磁滯回線鐵磁性：由于熱運動的作用，順磁性物質(zhì)的原子磁矩取向混亂（磁無序）。而鐵磁性物質(zhì)由于靜電交互作用，在一定范圍內(nèi)相鄰原子磁矩平行取向（磁有序）。磁化曲線和磁滯回線是表示鐵磁性的最基本曲線?！恫牧犀F(xiàn)代分析技術》17現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!二、鐵磁性測量方法1、沖擊測量法將試樣迅速投入或抽出磁極間隙，如果試樣中有鐵磁相，測量線圈中的磁通量將發(fā)生變化。試樣的飽和磁化強度：《材料現(xiàn)代分析技術》1-待測試樣2-支架3-電磁鐵的極頭4-測量線圈5-沖擊檢流儀6-加熱爐7-銅管18現(xiàn)代分析20106物性分析共20頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!5.5磁性分析應用磁性分析在研究金屬中應用廣泛。典型的應用如研究合金的成分、相和點陣結構、應力狀態(tài)、組織轉