磁功能材料剖析教学文案.ppt

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1、磁功能材料剖析人类认识和使用最早的磁性材料人类认识和使用最早的磁性材料天然磁石天然磁石 Fe3O4吸铁性吸铁性指南性指南性司南司南指南车指南车指南鱼指南鱼各种指南针挂件各种指南针挂件 磁性材料的分类根据滞回曲线和磁化曲线的不同，分成三类：根据滞回曲线和磁化曲线的不同，分成三类：(1)软磁材料其矫顽磁力较小，磁滞回线较窄。(铁心)(2)硬磁材料其矫顽磁力较大，磁滞回线较宽。(磁铁)(3)矩磁材料其剩磁大而矫顽磁力小，磁滞回线为矩形。(记忆元件)HBHBHB 永磁材料永磁材料 软磁材料软磁材料 磁记录材料磁记录材料 特殊功能的磁性材料特殊功能的磁性材料 磁弹性材料磁弹性材料 磁电阻材料磁电阻材料

2、磁制冷材料磁制冷材料 磁流体磁流体 新型磁性材料的分类：新型磁性材料的分类：永磁材料永磁材料在特定的空间内提供一个磁场在特定的空间内提供一个磁场利用永磁材料的吸铁性及指南性利用永磁材料的吸铁性及指南性永永磁磁材材料料是是具具有有很很强强的的抗抗退退磁磁能能力力和和高高的的剩剩余余磁磁感感应强度的强磁性材料，又称永磁材料。应强度的强磁性材料，又称永磁材料。永永磁磁材材料料一一旦旦经经外外加加磁磁场场饱饱和和强强化化后后，如如果果撤撤去去外外加加磁磁场场，在在磁磁铁铁两两个个磁磁极极之之间间的的空空隙隙便便可可产产生生恒恒定定磁场，对外界提供有用的磁能。磁场，对外界提供有用的磁能。永永磁磁材材料料

3、的的磁磁滞滞回回线线又又宽宽又又高高，有有较较大大的的矫矫顽顽力力，典型只为典型只为104106A/mA/m。永永磁磁材材料料抗抗干干扰扰性性好好，对对温温度度、振振动动、时时间间、辐辐射射及其它因素的干扰不敏感。及其它因素的干扰不敏感。典典型型的的永永磁磁材材料料主主要要包包括括铝铝镍镍钴钴系系永永磁磁、铁铁氧氧体体永永磁和稀土系永磁。磁和稀土系永磁。由由 于于 成成 本本 低低 廉廉 ，铁铁 氧氧 体体 磁磁 材材 有有 广广 阔阔 的的 应应 用用 领领 域域 ，从从 电电 机机 、扬扬 声声 器器 到到 玩玩 具具 、工工 艺艺 品品 ，因因 而而 是是 目目 前前 应应 用用 最最

4、广广 的的 永永 磁磁 材材 料料 。铝铝 镍镍 钴钴 的的 主主 要要 应应 用用 领领 域域 ：电电 子子 点点 火火 系系 统统 、电电 度度 表表 、伏伏 安安 表表 、医医 疗疗 仪仪 器器 、工工 业业 电电 机机 、磁磁 力力 簧簧 片片 开开 关关 、发发 电电 机机 、手手 动动 工工 具具 、自自 动动 售售 货货 机机 。烧结烧结NdFeB永磁材料永磁材料表面处理分电镀（表面处理分电镀（Zn、Ni）、喷涂、电泳、磷）、喷涂、电泳、磷酸钝化等，产品具有强的耐腐蚀性。酸钝化等，产品具有强的耐腐蚀性。用于核磁共振成像仪及磁选机等的烧结用于核磁共振成像仪及磁选机等的烧结NdFeB

5、永磁材料永磁材料 软磁材料软磁材料例如对于变压器，在线圈中加入磁芯后，将磁通例如对于变压器，在线圈中加入磁芯后，将磁通限制在低磁阻的磁芯内，用较小激励电流，产生限制在低磁阻的磁芯内，用较小激励电流，产生比没有磁芯时大得多的磁通，这就大大减少了电比没有磁芯时大得多的磁通，这就大大减少了电磁元件的体积。因此，加磁芯的基本目的是为链磁元件的体积。因此，加磁芯的基本目的是为链合或耦合两个或多个磁单元的磁通，提供容易通合或耦合两个或多个磁单元的磁通，提供容易通过的路径，将磁源和磁过的路径，将磁源和磁“负载负载”连接起来，作为连接起来，作为磁通磁通“汇流条汇流条”，同时减少磁元件的体积。，同时减少磁元件的

6、体积。共模电感铁芯共模电感铁芯 磁放大器铁芯磁放大器铁芯 漏电保护开关互感器铁芯漏电保护开关互感器铁芯 大功率开关变压器铁芯大功率开关变压器铁芯 纳米晶开气隙恒电感纳米晶开气隙恒电感 电流电流电压互感器用铁芯电压互感器用铁芯 小型开关电源变压器用环形铁芯小型开关电源变压器用环形铁芯 非晶恒电感非晶恒电感 磁致伸缩材料磁致伸缩效应：磁致伸缩效应：磁磁性性材材料料在在外外磁磁场场作作用用下下，产产生生伸伸长长或或缩缩短短的的现现象象为为磁磁致致伸伸缩缩效效应。应。为磁致伸缩系数常用磁致伸缩材料室温下的饱和磁致伸缩系数为10-810-6Fe 随磁场强度随磁场强度的增大而伸长的增大而伸长Ni 随磁场强

7、度随磁场强度的增大而缩短的增大而缩短特殊功能的磁性材料特殊功能的磁性材料磁弹性材料磁弹性材料磁电阻材料磁电阻材料磁制冷材料磁制冷材料磁流体磁流体磁弹性材料磁弹性材料磁性材料在磁场的作用磁性材料在磁场的作用下形状发生改变，具体下形状发生改变，具体表现可为长度上的伸长表现可为长度上的伸长或缩短，体积上的膨胀或缩短，体积上的膨胀和收缩和收缩磁弹性材料应用模型磁弹性材料应用模型GMRGMR磁头不仅在磁头不仅在磁头不仅在磁头不仅在厚度上，而且在长厚度上，而且在长厚度上，而且在长厚度上，而且在长度上度上度上度上都在都在都在都在100100纳米以内纳米以内纳米以内纳米以内磁电阻材料磁电阻材料磁性材料的电阻在

8、磁场的作用下发生改变的现象磁性材料的电阻在磁场的作用下发生改变的现象Magnetoresistance(MR)磁制冷材料磁制冷材料磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术，基本原，基本原理是借助磁制冷材料的磁热效应（理是借助磁制冷材料的磁热效应（magnetocaloric effect）即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而）即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而等温退磁时从外界吸取热量，以达到制冷目的等温退磁时从外界吸取热量，以达到制冷目的 环境友好：无环境污染和破坏环境友好：无环境污染和破坏高效节能高效节能:卡诺循环效率可达到卡诺循环效率可达到 6

9、070稳定可靠稳定可靠磁流体磁流体磁流体又称磁性液体或铁流体。是一种对磁流体又称磁性液体或铁流体。是一种对磁场磁场敏感敏感可流动的液体磁性材料。可流动的液体磁性材料。它是将掺入到载液中的铁磁性微粒（它是将掺入到载液中的铁磁性微粒（10nm）用）用分散剂均匀地分散，使成为某种具有流动性的悬浮分散剂均匀地分散，使成为某种具有流动性的悬浮状的胶态液体。这种液体具有在通常离心力和磁场状的胶态液体。这种液体具有在通常离心力和磁场作用下即不沉降和凝集又能使其本身承受磁性可以作用下即不沉降和凝集又能使其本身承受磁性可以被磁铁所吸引的特性。被磁铁所吸引的特性。用纳米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广用纳

10、米金属及合金粉末生产的磁流体性能优异，可广泛应用于密封泛应用于密封减震减震、医疗医疗器械、器械、声音声音调节调节、光、光显示等显示等领域领域。宇航员头盔的密封是纳米宇航员头盔的密封是纳米磁性材料的磁性材料的最早重要应用之一最早重要应用之一-磁性磁性液体液体许多生物体内就有天然的纳米磁性许多生物体内就有天然的纳米磁性粒子，如磁性细菌，鸽子，海豚，粒子，如磁性细菌，鸽子，海豚，石鳖，蜜蜂，人的大脑等石鳖，蜜蜂，人的大脑等这里有大量的课题需要研究，特别需要有物理和磁学背景的人员参与，这里有大量的课题需要研究，特别需要有物理和磁学背景的人员参与，有利于对问题的理解有利于对问题的理解生物磁性生物磁性石鳖齿舌中含有大量一维纳米磁性丝石鳖齿舌中含有大量一维纳米磁性丝一维纳米丝的丝由许多磁性柱构成，柱内是单畴粒子的集合。一维纳米丝的丝由许多磁性柱构成，柱内是单畴粒子的集合。其生物功能未必只是加强齿舌的耐磨性。其生物功能未必只是加强齿舌的耐磨性。谢谢此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢