《磁性陶瓷》PPT课件.ppt

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1、磁性陶瓷磁性陶瓷具有强磁性的材料称为磁性材料。具有强磁性的材料称为磁性材料。磁性材料具有能量转换，存储或改变能磁性材料具有能量转换，存储或改变能量状态的功能，是重要的功能材料。量状态的功能，是重要的功能材料。磁性材料广泛地应用于计算机、通讯、磁性材料广泛地应用于计算机、通讯、自动化、音像、电视、仪器和仪表、航空航自动化、音像、电视、仪器和仪表、航空航天、农业、生物与医疗等技术领域。天、农业、生物与医疗等技术领域。磁性材料的分类磁性材料的分类按化学组成分类按化学组成分类金属磁性材料、非金属金属磁性材料、非金属(铁氧体铁氧体)磁磁性材料性材料按磁化率大小分类按磁化率大小分类顺磁性、反磁性、铁磁性、

2、反铁磁顺磁性、反磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性性、亚铁磁性按功能分类按功能分类软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩磁材料、旋磁材料、压磁材料、磁材料、旋磁材料、压磁材料、泡磁材料、泡磁材料、磁光材料、磁记录材料磁光材料、磁记录材料磁化强度磁化强度M宏观磁体由许多具有固有磁矩的原子宏观磁体由许多具有固有磁矩的原子组成。组成。当原子磁矩同向平行排列时，宏观磁当原子磁矩同向平行排列时，宏观磁体对外显示的磁性最强。体对外显示的磁性最强。当原子磁矩紊乱排列时，宏观磁体对当原子磁矩紊乱排列时，宏观磁体对外不显示磁性。外不显示磁性。宏观磁体单位体积在某一方向宏观磁体单位体积

3、在某一方向的磁矩称为磁化强度的磁矩称为磁化强度M：M=原子原子/V磁化率磁化率 及磁导率及磁导率 任何物质在外磁场作用下，除了任何物质在外磁场作用下，除了外磁场外磁场H外，外，由于物质内部原子磁矩的有序排列，还要产生一由于物质内部原子磁矩的有序排列，还要产生一个个附加的磁场附加的磁场M。在物质内部外磁场和附加磁场的总和在物质内部外磁场和附加磁场的总和称为称为磁感应强度磁感应强度B。B=o(H+M)o-真空磁导率真空磁导率=M/H-磁化率磁化率=B/H-磁导率磁导率铁磁性物质铁磁性物质具有极高的磁化具有极高的磁化率，磁化易达到饱和率，磁化易达到饱和的物质。的物质。如如Fe，Co，Ni，Gd等金属

4、及其合金称等金属及其合金称为铁磁性物质。为铁磁性物质。磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系铁磁性铁磁性 m=10-2106磁磁场场 磁性的起源磁性的起源亚铁磁性物质亚铁磁性物质磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系亚铁磁性亚铁磁性 m=10-2106磁磁场场 如铁氧体如铁氧体(M2+Fe23+O4)等，等，是一些复杂的金属化合物，是一些复杂的金属化合物，比铁磁体更常见。比铁磁体更常见。它们相邻原子的磁矩反向平它们相邻原子的磁矩反向平行，但彼此的强度不相等，行，但彼此的强度不相等，具有高磁化率和居里温度。具有高磁化率和居里温度。顺磁性物质顺磁性物质存在未成对电子存在未成对电子永久永

5、久磁矩。磁矩。La，Pr，MnAl，FeSO47H2O，Gd2O3；在居里温度以上的铁磁；在居里温度以上的铁磁性金属性金属Fe,Co,Ni等。等。居里温度居里温度由铁磁性或亚由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度界温度称为居里温度(Tc)。顺磁性顺磁性 m=10-610-5磁磁场场 磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系 反磁性物质反磁性物质不存在不存在未成对电子未成对电子没有永没有永久磁矩。惰性气体，不久磁矩。惰性气体，不含过渡元素的离子晶体，含过渡元素的离子晶体，共价化合物和所有的有共价化合物和所有的有机

6、化合物，某些金属和机化合物，某些金属和非金属。非金属。磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系反磁性反磁性 m=-10-5-10-6磁磁场场 反反铁铁磁磁性性物物质质FeO，FeF3，NiF3，NiO，MnO，各各 种种锰锰盐盐以以及及部部分分铁铁氧氧体体ZnFe2O4等等，它它们们相相邻邻原原子子的的磁磁矩矩反反向向平平行行，而而且且彼彼此此的的强强度度相相等等，没没有有磁性。磁性。反铁磁性反铁磁性 m=10-210-5磁磁场场 磁矩的排列与磁性的关系磁矩的排列与磁性的关系磁性材料及其应用磁性材料及其应用铁磁体磁化到技术饱和以后，使它的磁化铁磁体磁化到技术饱和以后，使它的磁化强度降低到零

7、所需要的反向磁场称为矫顽力。强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力。磁滞回线磁滞回线B B 剩磁剩磁剩磁剩磁HcHc矫顽力矫顽力矫顽力矫顽力在在较较弱弱的的磁磁场场下下易易于于磁磁化化，也也易易于于退退磁磁的的材材料料称称为为软磁材料软磁材料。磁导率大，矫顽磁导率大，矫顽力小力小(Hc100A/m)，滞损耗低，磁滞，滞损耗低，磁滞回线呈细长条形。回线呈细长条形。软磁材料磁滞回线软磁材料磁滞回线软磁材料磁滞回线软磁材料磁滞回线软磁材料软磁材料主要软磁材料材料主要软磁材料材料Mn-Zn、Li-Zn铁铁氧氧体体、Ni-Zn、NiCuZn铁铁氧体、氧体、MnFe2O4、NiFe2O4软磁材料应用软磁材

8、料应用软磁材料适用于交变磁场，可用来制软磁材料适用于交变磁场，可用来制造各种发电机和电动机的定子和转子；变造各种发电机和电动机的定子和转子；变压器，电感器，电抗器，继电器和镇流器压器，电感器，电抗器，继电器和镇流器的铁芯；计算机磁芯；磁记录的磁头与介的铁芯；计算机磁芯；磁记录的磁头与介质；磁屏蔽；电磁铁的铁芯。质；磁屏蔽；电磁铁的铁芯。磁磁化化后后不不易易退退磁磁，而而能能长长期期保保留留磁磁性性的的铁铁氧氧体体材材料料称称为为硬硬磁磁材材料料，因因而而也也称称永永磁磁材材料料或或恒恒磁磁材材料料。磁磁滞滞回回线线包包围围面面积积大大，(Hc400A/m)矫顽力大。矫顽力大。硬磁材料磁滞回线硬

9、磁材料磁滞回线硬磁材料磁滞回线硬磁材料磁滞回线 硬磁材料硬磁材料永磁材料的应用永磁材料的应用主要是利用磁体在气隙产生足够强的主要是利用磁体在气隙产生足够强的磁场，利用磁极与磁极的相互作用，磁场磁场，利用磁极与磁极的相互作用，磁场对带电物体或粒子或载电流导体的相互作对带电物体或粒子或载电流导体的相互作用来做功，或实现能量，信息的转换。用来做功，或实现能量，信息的转换。矩磁材料磁滞回线矩磁材料磁滞回线矩磁材料矩磁材料磁滞回线近磁滞回线近似矩形的磁性材似矩形的磁性材料，结晶各向异料，结晶各向异性，应力各向异性，应力各向异性。性。常用的矩磁材料常用的矩磁材料在常温使用的矩磁材料有在常温使用的矩磁材料有

10、(Mn-Mg)Fe2O4系，系，(Mn-Cu)Fe2O4系，系，(Mn-Ni)Fe2O4系等。系等。在在-65+125较宽范围使用的矩磁铁氧较宽范围使用的矩磁铁氧体有体有Li-Mn，Li-Ni，Mn-Ni，Li-Cu等。等。矩磁材料的应用矩磁材料的应用矩磁材料的剩余磁感应强度矩磁材料的剩余磁感应强度Br接近于接近于饱和值饱和值Bm，矫顽力不大。，矫顽力不大。若矩磁材料在不同方向磁场下磁化，若矩磁材料在不同方向磁场下磁化，当电流为零时，总是处于当电流为零时，总是处于+Bm和和-Bm两种两种不同的剩磁状态。不同的剩磁状态。由于计算机采用两进制，即只有由于计算机采用两进制，即只有“0”和和“1”两个

11、数码，所以采用这种两个数码，所以采用这种材料的两种剩磁状态材料的两种剩磁状态+Bm和和-Bm就可以分就可以分别代表两个数码，起到记忆作用。别代表两个数码，起到记忆作用。因此矩磁材料适于做信息存储元件因此矩磁材料适于做信息存储元件的磁性开关。的磁性开关。压磁材料压磁材料在磁化时在磁化时,长度会发生伸长或缩短变化长度会发生伸长或缩短变化的材料称为压磁材料的材料称为压磁材料。这种材料具有电磁能与机械能或声能的这种材料具有电磁能与机械能或声能的相互转换功能，是重要的磁功能材料之一。相互转换功能，是重要的磁功能材料之一。传统磁致伸缩材料、传统磁致伸缩材料、Fe，Co，Ni基合基合金及铁氧体、稀土磁致伸缩

12、材料金及铁氧体、稀土磁致伸缩材料REFe2压磁材料的应用压磁材料的应用制作超声发声器、接受器、超声探伤制作超声发声器、接受器、超声探伤器、超声钻头、超声焊接器、滤波器、稳器、超声钻头、超声焊接器、滤波器、稳频器、谐波发声器、振荡器、微波检波器频器、谐波发声器、振荡器、微波检波器以及声纳、回声探测仪等。以及声纳、回声探测仪等。旋磁材料旋磁材料能使作用于它的电磁波发生一定角能使作用于它的电磁波发生一定角度偏转的材料称为旋磁材料。度偏转的材料称为旋磁材料。旋磁材料基本上是铁氧体磁性材料，旋磁材料基本上是铁氧体磁性材料，一般叫微波铁氧体材料。一般叫微波铁氧体材料。旋磁材料旋磁材料Mg-Mn，Mg-Mn-Al，Mg-Al，Mg-Al，Mg-Cr，Ni-Mg，Ni-Zn，Ni-Al，Ni-Cr铁氧体，铁氧体，Li-Al，Li-Mg铁氧体等。铁氧体等。旋磁材料的应用旋磁材料的应用用于与输送微波的波导管或传输用于与输送微波的波导管或传输线等组成的各种微波器件，线等组成的各种微波器件，主要用于主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。子设备中。