第二章磁性分析PPT讲稿.ppt

《第二章磁性分析PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章磁性分析PPT讲稿.ppt（81页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章磁性分析第1页，共81页，编辑于2022年，星期三2.2.磁感应强度磁导率磁感应强度磁导率 MHMH M=M=H H -单位体积磁化率 B B0 0=0 0H H 0 0称为真空磁导率 B B0 0是磁场在真空中的磁感应强度 B B=0 0(H+MH+M)=0 0(1+1+)H=H=0 0r r=H H r r为相对磁导率,为磁导率第2页，共81页，编辑于2022年，星期三二、物质磁性的分类二、物质磁性的分类1.抗磁性抗磁性0 0 如：Cu，Ag，Au，Hg，Zn Bi，Ga，Sb，Sn，In2.顺磁体顺磁体0 0（10-310-6）如：所有的碱金属和除Be以外的碱土金属以及奥氏体不锈钢

2、、Pt，Pd和稀土金属第3页，共81页，编辑于2022年，星期三3.3.铁磁体铁磁体 11 铁磁性材料仅四种：Fe=770 Co=1115 Ni=354 Gd=19 很大，易退磁的材料是软磁材料 很小而难退磁的材料是永磁材料第4页，共81页，编辑于2022年，星期三4.亚铁磁体5.反铁磁体第5页，共81页，编辑于2022年，星期三三、磁化曲线和磁滞回线一磁化曲线 铁磁性材料放入磁场后被磁化的磁化强度及磁场强度和外加磁场强度的关系曲线磁滞回线：铁磁体在交变磁场作用下，磁场交变一周，B-H曲线构成的闭合回线。磁滞效应磁滞效应：磁感应强度的变化落后于磁场强度（H）的变化，这种现象称为磁滞效应。(08

3、0519第一节结束)第6页，共81页，编辑于2022年，星期三HHs，MMs，BBsa a=lim=lim（B/B/H H）称为起始磁导率）称为起始磁导率H0H0时，时，BBBrBr；B0B0则要求则要求HH-H-Hc c第7页，共81页，编辑于2022年，星期三、磁滞回线1.Br、Hc 退磁退磁：试样磁化至饱和后，再设法使磁化强度M减小为零，此过程称为退磁。2.Bs 铁磁质在磁化过程中获得的最大磁化强度称为饱和磁化强度（Ms），此时对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用Bs表示。第8页，共81页，编辑于2022年，星期三第9页，共81页，编辑于2022年，星期三3.磁滞损耗：磁滞回线所包围的

4、面积表示磁化一周时所消耗的功，称为磁滞损耗用Q表示。第10页，共81页，编辑于2022年，星期三第二节抗磁性和顺磁性第二节抗磁性和顺磁性一、一、原子本征磁矩原子本征磁矩原子中电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构成了原子的固有磁矩，即原子的本征磁矩。电子的循轨运动电子的轨道磁矩 电子的自旋磁矩s=2sB第11页，共81页，编辑于2022年，星期三二、抗磁性（电子的轨道运动）Cu、Ag、Zn、Cd、Hg第12页，共81页，编辑于2022年，星期三三、顺磁性第13页，共81页，编辑于2022年，星期三四、金属的抗磁性和顺磁性第14页，共81页，编辑于2022年，星期三五、影响金属抗磁性和顺磁性的因素五、

5、影响金属抗磁性和顺磁性的因素1同素异构第15页，共81页，编辑于2022年，星期三 n A3n -Fen -Fe A4n -Fe t（）第16页，共81页，编辑于2022年，星期三2.温度顺顺=C=C=第17页，共81页，编辑于2022年，星期三3.塑性变形、细化晶粒4.合金化第18页，共81页，编辑于2022年，星期三第19页，共81页，编辑于2022年，星期三第三节铁磁性的物理本质一、铁磁性产生的原因一、铁磁性产生的原因 （自发磁化理论）自发磁化：是指铁磁性物质的自旋磁矩在无加外磁场条件下自发地取向一致的行为。自发磁化是铁磁性产生的原因（充分条件）自发自发磁化（小区域）磁化（小区域）（各小

6、区域）磁饱和（各小区域）磁饱和 这些自发磁化的小区域称为这些自发磁化的小区域称为磁畴磁畴 (080519第二节结束)第20页，共81页，编辑于2022年，星期三（一）、外斯（一）、外斯（WeissWeiss）理论）理论“分子场”假说自发磁化理论“磁畴”假说技术磁化理论Wess理论包括两个方面 畴、场第21页，共81页，编辑于2022年，星期三（二）、海森堡（Heisenberg）理论电子交换能 E Eexex=-Acos=-Acos A-A-交换积分第22页，共81页，编辑于2022年，星期三（三）铁磁性产生的条件（三）铁磁性产生的条件第23页，共81页，编辑于2022年，星期三（三）铁磁性产

7、生的条件（三）铁磁性产生的条件1.原子内部要有未填满的电子壳层2.a/r3，使A0r未填满的内层电子半径a原子半径第24页，共81页，编辑于2022年，星期三第25页，共81页，编辑于2022年，星期三二、反铁磁性和亚铁磁性反铁磁性的0但很小 亚铁 铁第26页，共81页，编辑于2022年，星期三三、铁磁性物质中各种相互作三、铁磁性物质中各种相互作用能用能（一）、电子交换能（一）、电子交换能 E Eexex（A A）（二）、静磁能（二）、静磁能 E Em m第27页，共81页，编辑于2022年，星期三（一）、电子交换能（一）、电子交换能 E Eexex（A A）第28页，共81页，编辑于2022

8、年，星期三（二）、静磁能（二）、静磁能 E Em m（铁磁体在磁场中的能量）（铁磁体在磁场中的能量）第29页，共81页，编辑于2022年，星期三（三）、磁各向异性能EKbcc结构的Fe易磁化方向是100 难磁化方向是111fcc结构的Ni易磁化方向是111 难磁化方向是100hcp结构的Co易磁化方向是0001 难磁化方向是1010第30页，共81页，编辑于2022年，星期三第31页，共81页，编辑于2022年，星期三第32页，共81页，编辑于2022年，星期三第33页，共81页，编辑于2022年，星期三（四）、磁致伸缩能E（磁弹性能）概念:铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这

9、种现象称为磁致伸缩。为磁致伸缩系数 =L/L，S为饱和磁致伸缩系数铁磁体在磁化时，若发生磁致伸缩时变形受到限制，则物体内部产生应力，从而使物体内部产生弹性能，称之为磁弹性能。第34页，共81页，编辑于2022年，星期三第35页，共81页，编辑于2022年，星期三（五）、畴壁能ES畴壁-是原子磁矩方向由一个磁畴方向转到相邻磁畴方向的逐渐转向的一个过渡层，有一定厚度。畴壁具有交换能、磁各向异性能、磁弹性能 (080522第一节结束)第36页，共81页，编辑于2022年，星期三第37页，共81页，编辑于2022年，星期三第38页，共81页，编辑于2022年，星期三第39页，共81页，编辑于2022年

10、，星期三四、磁畴的形成E=EE=Eexex+E+Em m+E+Ek k+E+E+E+Es s五、铁磁性的技术磁化（一）定义（二）磁化过程1.在弱磁场作用下第40页，共81页，编辑于2022年，星期三第41页，共81页，编辑于2022年，星期三第42页，共81页，编辑于2022年，星期三2.在强磁场作用下3.在更强磁场作用下(三)、磁滞现象的解释 1.应力理论第43页，共81页，编辑于2022年，星期三第44页，共81页，编辑于2022年，星期三2.杂质理论 (080522第二节结束)第45页，共81页，编辑于2022年，星期三第四节影响铁磁性的因素第四节影响铁磁性的因素一、温度一、温度Tc-居

11、里温度点第46页，共81页，编辑于2022年，星期三第47页，共81页，编辑于2022年，星期三第48页，共81页，编辑于2022年，星期三第49页，共81页，编辑于2022年，星期三第50页，共81页，编辑于2022年，星期三二、应力的影响二、应力的影响应力方向与磁致伸缩系数为正的金属的伸应力方向与磁致伸缩系数为正的金属的伸缩同方向时，则促进磁化缩同方向时，则促进磁化第51页，共81页，编辑于2022年，星期三第52页，共81页，编辑于2022年，星期三三、加工硬化和细化晶粒的影响三、加工硬化和细化晶粒的影响第53页，共81页，编辑于2022年，星期三四、磁场退火（热处理）四、磁场退火（热处

12、理）五、合金成分和组织的影响五、合金成分和组织的影响1.固溶体第54页，共81页，编辑于2022年，星期三第55页，共81页，编辑于2022年，星期三第56页，共81页，编辑于2022年，星期三第57页，共81页，编辑于2022年，星期三2.形成化合物3.形成多相合金第58页，共81页，编辑于2022年，星期三第59页，共81页，编辑于2022年，星期三第60页，共81页，编辑于2022年，星期三4.4.钢的组织钢的组织F F，P P，S S，T T，B B，M M渗碳体TC=210渗碳体TC=265渗碳体TC=380 (080526第一节结束)第61页，共81页，编辑于2022年，星期三第6

13、2页，共81页，编辑于2022年，星期三第63页，共81页，编辑于2022年，星期三第五节铁磁性的测量第五节铁磁性的测量一、静态磁特性的测量一、静态磁特性的测量 （材料的直流磁性测量）（材料的直流磁性测量）（一）冲击法（一）冲击法1.1.闭路试样的冲击法测量闭路试样的冲击法测量 (闭路试样的冲击法测量仅适用于软磁材料闭路试样的冲击法测量仅适用于软磁材料)第64页，共81页，编辑于2022年，星期三第65页，共81页，编辑于2022年，星期三第66页，共81页，编辑于2022年，星期三Q=WQ=W2 2BS/R Q=CBS/R Q=Cb b第67页，共81页，编辑于2022年，星期三第68页，共

14、81页，编辑于2022年，星期三2.2.开路试样的冲击法测量开路试样的冲击法测量 (针对硬磁材料)第69页，共81页，编辑于2022年，星期三=2 2-1 1=0 0(HS(HS1 1-M-MS SS S2 2)-)-0 0HSHS1 1 =0 0M MS SS S2 2M MS S=/0 0S S2 2Q=WQ=W/R R(Q=Cb)=QR/W=QR/W =RC =RCb b/W/WM MS S=RCRCb b/0 0WSWS2 2(MS=C C/WS/WS2 2)第70页，共81页，编辑于2022年，星期三说明:试样长度必须大于50mm,则检流计光点偏移量不受试样长度的影响.优点:1.精度

15、高.2.结构简单,测量方便缺点:不能进行变温转变测量第71页，共81页，编辑于2022年，星期三(二)热磁仪测量法L1=VHsin1第72页，共81页，编辑于2022年，星期三（三）磁秤法(测磁化率)第73页，共81页，编辑于2022年，星期三第74页，共81页，编辑于2022年，星期三磁秤的用途:测量顺磁体和抗磁体的磁化率 也可测量铁磁性，并且可以连续测量，另外，可对组织变化及相变进行分析研究。第75页，共81页，编辑于2022年，星期三第六节磁性分析的应用第六节磁性分析的应用一、铁磁性分析一、铁磁性分析（一）测量钢中残余奥氏体含量（一）测量钢中残余奥氏体含量1.淬火钢中只有一个非铁磁相第76页，共81页，编辑于2022年，星期三2.两个以上顺磁相系统（二）研究淬火钢的回火转变（二）研究淬火钢的回火转变第77页，共81页，编辑于2022年，星期三第78页，共81页，编辑于2022年，星期三（三（三)研究过冷奥氏体等温分解研究过冷奥氏体等温分解第79页，共81页，编辑于2022年，星期三二、抗磁性与顺磁性分析二、抗磁性与顺磁性分析（一）测定（一）测定Al-CuAl-Cu合金的固溶度曲线合金的固溶度曲线第80页，共81页，编辑于2022年，星期三二、研究铝合金的分解二、研究铝合金的分解第81页，共81页，编辑于2022年，星期三