土木专业建筑学磁性材料一第一课时随堂讲义.pptx

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1、第二章 磁性功能材料本章主要内容本章主要内容 磁学理论简介磁学理论简介 物质的磁性、磁性的基本物理量物质的磁性、磁性的基本物理量 磁性材料磁性材料 软磁材料、永磁材料软磁材料、永磁材料 磁性材料的基本性能与应用磁性材料的基本性能与应用 著名大学，研究所，公司著名大学，研究所，公司磁性材料磁性材料具有较强磁性的材料。具有较强磁性的材料。工业上最早应用的磁性材料工业上最早应用的磁性材料:软铁、硅钢片、铁氧体等。软铁、硅钢片、铁氧体等。二十世纪六十年代二十世纪六十年代:非晶态、纳米晶软磁材料、稀土永非晶态、纳米晶软磁材料、稀土永磁材材料磁材材料计算机及声像记录用大容量存储装置如磁盘、磁带计算机及声像

2、记录用大容量存储装置如磁盘、磁带；电工产品：变压器、电机，以及通讯、无线电、电器电工产品：变压器、电机，以及通讯、无线电、电器、各种电子装置各种电子装置第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）磁矩 磁性的来源 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类(一一)磁矩磁矩一个圆电流的磁矩定义为：一个圆电流的磁矩定义为：i：电流强度：电流强度 S：圆电流回线包围的面积。：圆电流回线包围的面积。其方向可以用右手定则来确定其方向可以用右手定则来确定1.1 1.1 物质的磁性物质的磁性 物物

3、质质分分 子子原原 子子原子核原子核核外电子核外电子原子磁矩主要来源于电子磁矩原子磁矩主要来源于电子磁矩物质磁性具有普遍性物质磁性具有普遍性电子的轨道磁矩电子的轨道磁矩电子的自旋磁矩电子的自旋磁矩原子磁矩原子磁矩物质磁性物质磁性原子磁矩原子磁矩物质表现何种磁性物质表现何种磁性原子磁矩间相互作用原子磁矩间相互作用外加磁场的作用外加磁场的作用第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）磁矩 磁性的来源 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类（二）基本磁性参量（二）基本磁性参量磁场强度磁

4、场强度(H)：磁化强度磁化强度(M，):磁感应强度磁感应强度(B):电流强度为电流强度为i i的电流在一个每米有的电流在一个每米有N N匝线圈的无匝线圈的无限长螺旋管轴线中央产生的磁场强度限长螺旋管轴线中央产生的磁场强度 H 为：为：距离永磁体距离永磁体r r处的磁场强度处的磁场强度 H 为：为：m1为磁极的磁极强度，；为磁极的磁极强度，；r0是是r的矢量单位；的矢量单位；单位体积磁性材料内原子磁矩的矢量和单位体积磁性材料内原子磁矩的矢量和物质在外磁场物质在外磁场H 作用下，其内部原子磁矩的作用下，其内部原子磁矩的有序排列还将产生一个附加磁场。在磁性材有序排列还将产生一个附加磁场。在磁性材料内

5、部外磁场与附加磁场的和。料内部外磁场与附加磁场的和。在真空中：在真空中：在磁性材料中：在磁性材料中：磁化强度与外磁场的关系：磁化强度与外磁场的关系：第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）磁矩 磁性的来源 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类(三）物质磁性的分类三）物质磁性的分类物质磁性分类物质磁性分类顺磁性顺磁性铁磁性铁磁性抗磁性抗磁性与外加磁与外加磁场的关系场的关系反铁磁性反铁磁性亚铁磁性亚铁磁性抗磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化抗磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化

6、 抗磁性抗磁性：（1010-5-5 10 10-6-6）抗磁性：抗磁性：磁化率小于零，在外磁场的作用下产生一个与磁化率小于零，在外磁场的作用下产生一个与磁化率小于零，在外磁场的作用下产生一个与磁化率小于零，在外磁场的作用下产生一个与外磁场方向相反且很小的附加磁场，其值和温外磁场方向相反且很小的附加磁场，其值和温外磁场方向相反且很小的附加磁场，其值和温外磁场方向相反且很小的附加磁场，其值和温度无关。度无关。度无关。度无关。抗磁性物质：He，Ne，Ar，H2，N2，C，Si，Ge等顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化（2 2）顺磁性）顺磁性：10-4-10-

7、5原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于原子磁矩的方向是紊乱的；在外加磁场作用下趋于沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度沿外场方向排列，使磁质沿外场方向产生一定强度的附加磁场。的附加磁场。磁化率磁化率 虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而虽小，但大于零。磁化强度随温度的升高而下降。下降。顺磁金属主要有顺磁金属主要有Mo，Al，Pt，Sn等。等。顺磁性：顺磁性：（3）反铁磁性）反铁磁性：10-2-10-4反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化Cr、Mn以及含有以及含有Cr、Mn的一些合金是反铁磁性的。的一些合金是反铁磁性的。磁化率和温度的

8、关系在涅耳点磁化率和温度的关系在涅耳点(TN)有一转折。在有一转折。在TN点以下点以下为反铁磁性为反铁磁性,随温度升高而升高。在随温度升高而升高。在TN以上，以上，随温度升随温度升高而下降，表现如顺磁性行为。高而下降，表现如顺磁性行为。反铁磁性物质中有反铁磁性物质中有A、B两个次晶格，其原子磁矩反平行两个次晶格，其原子磁矩反平行排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零。排列，且大小相等，自发磁化强度相互抵消，总磁矩为零。反铁磁性：反铁磁性：铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化(4)(4)铁磁性铁磁性：102-106 在不大的磁化场下，该物质有较

9、高的磁化强度，并达到饱和状态；磁化率随磁场非线性变化；饱和磁化强度随温度升高而下降，并在一定温度Tc（居里温度）下，铁磁性消失，变成顺磁性。铁磁性：铁磁性：铁磁性物质：铁磁性物质：Fe、Co、Ni等纯金属。某些稀土元素如等纯金属。某些稀土元素如Gd（钆（钆gg）等）等含含Fe、Co、Ni的合金及化合物；的合金及化合物；某些过渡元素组成的合金。某些过渡元素组成的合金。亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化亚铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化（5）亚铁磁性）亚铁磁性 ：10102 2 10 106 6 也有两个次晶格，其自发磁化的磁矩方向相反，但大小不等，总的磁矩为两反平行排列磁矩的和，不为

10、零。大量使用的铁氧体亚铁磁性：亚铁磁性：物质磁性分类物质磁性分类顺磁性顺磁性被磁化后，磁化场方向与外被磁化后，磁化场方向与外场方向相同，场方向相同，：102 106 铁磁性铁磁性被磁化后，磁化场方向与外场被磁化后，磁化场方向与外场方向相同，方向相同，：10-4-10-5被磁化后，磁化场方向与外场方被磁化后，磁化场方向与外场方向相反，向相反，：（1010-5-5 10 10-6-6）抗磁性抗磁性与外加磁与外加磁场的关系场的关系反铁磁性反铁磁性被磁化后，磁化场方向与外场被磁化后，磁化场方向与外场方向相同，方向相同，：10-2-10-4亚铁磁性亚铁磁性被磁化后，磁化场方向与外场被磁化后，磁化场方向与

11、外场方向相同，方向相同，：102-106弱弱 磁磁 性性强强 磁磁 性性磁性材料磁性材料具有较强磁性的材料。具有较强磁性的材料。第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）物质的磁性 磁矩 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类l磁化曲线：磁感应强度B或磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系的曲线。（四）（四）磁化曲线和磁滞回线磁化曲线和磁滞回线H,A/mM,kA/mMs1000200048铁磁性材料的磁化曲线铁磁性材料的磁化曲线磁滞现象：磁滞现象：当强磁性材当强磁性材料达到磁饱和

12、状态后，料达到磁饱和状态后，如果减小磁化场如果减小磁化场H，介，介质的磁化强度质的磁化强度M（或磁（或磁感应强度感应强度B）并不沿着）并不沿着起始磁化曲线减小，起始磁化曲线减小，M（或（或B）的变化滞后于）的变化滞后于H的变化。这种现象叫的变化。这种现象叫磁滞。磁滞。（a）抗磁；（）抗磁；（b）顺磁反铁磁）顺磁反铁磁 抗抗磁磁、顺顺磁磁或或反反铁铁磁磁材材料料无无磁磁滞滞现现象象，M绝绝对对值值低低，随随H增增加加，抗抗磁磁性物质的性物质的M为负值。为负值。第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）物质的磁性 磁矩 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶

13、各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。磁性材料在不同方向上具有不同磁性能的特性。磁晶各向异性，单晶体的磁性各向异性称为磁晶各向异性磁晶各向异性，单晶体的磁性各向异性称为磁晶各向异性单晶体的易磁化和难磁化方向单晶体的易磁化和难磁化方向 （五）磁晶各向异性（五）磁晶各向异性 第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）物质的磁性 磁矩 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类磁磁性性材材料料磁磁化化过过程程中

14、中发发生生沿沿磁磁化化方方向向伸伸长长(或或缩缩短短)，在垂直磁化方向上缩短在垂直磁化方向上缩短(或伸长或伸长)的现象的现象它它是是一一种种可可逆逆的的弹弹性性变变形形。材材料料磁磁致致伸伸缩缩的的相相对对大大小小用磁致伸缩系数用磁致伸缩系数表示，即表示，即 ：=l/l 式中，式中，l和和l分别表示磁场方向的绝对伸长与原长。分别表示磁场方向的绝对伸长与原长。当当磁磁场场强强度度足足够够高高，磁磁致致伸伸缩缩趋趋于于稳稳定定时时，磁磁致致伸伸缩缩系数系数称为饱和磁致伸缩系数，用称为饱和磁致伸缩系数，用s表示。表示。对于对于3d金属及合金金属及合金:s约为约为 10-510-6。（五）磁致伸缩（五

15、）磁致伸缩第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性 （一）物质的磁性 磁矩 （二）基本磁参量 （三）物质磁性分类 （四）磁化曲线 磁滞回线 （五）磁晶各向异性 （六）磁致伸缩l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量 （一）磁畴结构 （二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程 （三）铁磁体中的磁自由能 （四）磁性材料的技术磁参量 （五）磁性材料的稳定性l1.3 磁性材料分类1.2 1.2 磁化过程与技术磁参量磁化过程与技术磁参量 抗磁性物质的磁结构及磁化率随温抗磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化度的变化顺磁性物质的磁结构及

16、磁化率随温度的变化顺磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化 反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的反铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化变化(一一)磁畴结构磁畴结构理论和实验均已证明，在居里温度以下，在没有理论和实验均已证明，在居里温度以下，在没有外磁场的作用下，铁磁性材料内部分成若干个小外磁场的作用下，铁磁性材料内部分成若干个小区域，在每个小区域内原子磁矩自发的磁化饱和，区域，在每个小区域内原子磁矩自发的磁化饱和，即原子磁矩平行排列。即原子磁矩平行排列。每一个磁矩取向一致的自发磁化区域就叫做一个每一个磁矩取向一致的自发磁化区域就叫做一个磁畴。磁畴。实际材料中的筹结构，受到材料的尺寸，晶界，实际

17、材料中的筹结构，受到材料的尺寸，晶界，应力，参杂和缺陷等的影响，因而情况比较复杂应力，参杂和缺陷等的影响，因而情况比较复杂1.通常情况下磁畴尺寸？宽度10-3cm，体积10-9cm3,1014原子2.软磁性物质在通常情况下不显示磁性？磁畴结构磁畴结构磁磁畴畴畴壁（磁畴壁）畴壁（磁畴壁）103原子原子布洛赫畴壁布洛赫畴壁布洛赫布洛赫(Bloch)磁畴壁磁畴壁畴壁两侧的原子磁矩的畴壁两侧的原子磁矩的旋转平面与畴壁平面平旋转平面与畴壁平面平行行奈尔畴壁奈尔畴壁奈耳奈耳（Neel）磁畴壁磁畴壁畴壁内原子磁矩的旋转平畴壁内原子磁矩的旋转平面与两磁畴的磁矩在同一面与两磁畴的磁矩在同一平面平行于界面平面平行

18、于界面（3）混合磁畴壁）混合磁畴壁第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量 （一）磁畴结构 （二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程 （三）铁磁体中的磁自由能 （四）磁性材料的技术磁参量 （五）磁性材料的稳定性l1.3 磁性材料分类磁化过程：磁化过程：磁性材料在外磁场作用下由宏观的无磁状态转变为有磁磁性材料在外磁场作用下由宏观的无磁状态转变为有磁状态的过程。状态的过程。磁化是通过磁畴的运动来实现的。磁化是通过磁畴的运动来实现的。（二）磁畴移动与（二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程磁化过程，反磁化过程各磁畴内部的磁矩平行或反平行于外各磁畴内部的磁矩平行或反平行于外加磁场，

19、不受这一磁场的力矩。而畴加磁场，不受这一磁场的力矩。而畴壁附近的磁矩方向发生改变，使畴壁壁附近的磁矩方向发生改变，使畴壁产生横向移动。产生横向移动。受外磁场作用时，畴内整齐排列在易受外磁场作用时，畴内整齐排列在易磁化方向上原子磁矩一致地偏离易磁磁化方向上原子磁矩一致地偏离易磁化方向而向外磁场方向转动。外场愈化方向而向外磁场方向转动。外场愈强，材料的磁晶各向异性愈弱，则磁强，材料的磁晶各向异性愈弱，则磁矩就愈偏向外场方向。矩就愈偏向外场方向。畴内磁化畴内磁化方向转动方向转动畴壁移动畴壁移动运动方式运动方式在增大磁化场时在增大磁化场时,畴壁移动和磁畴转畴壁移动和磁畴转动示意图动示意图图图(a)(a

20、)表示一块铁磁体在磁化场表示一块铁磁体在磁化场H=0 0时的畴结构，它表示各个自发磁化区的磁化时的畴结构，它表示各个自发磁化区的磁化矢量矢量(用矢号表示用矢号表示)相互抵消，总体上磁化强度为零；相互抵消，总体上磁化强度为零；图图(b)(b)、（、（c c）和（）和（d d）表示在外磁场）表示在外磁场H H逐渐增大时的畴结构，在图的下边用斜向上逐渐增大时的畴结构，在图的下边用斜向上方的矢号表示方的矢号表示H的方向和大小；的方向和大小；图图(b)(b)示明在较弱外磁场示明在较弱外磁场H=H1时畴壁位移的情况：和外场方向接近的畴长大，时畴壁位移的情况：和外场方向接近的畴长大，和外场方向相反或方向相差

21、较多的畴缩小。和外场方向相反或方向相差较多的畴缩小。图图(c)(c)表示在表示在H=H2时畴壁位移完了时的情况，此时在整个试样中不存在畴璧，合时畴壁位移完了时的情况，此时在整个试样中不存在畴璧，合并成一个磁畴，但其磁化方向和外场并成一个磁畴，但其磁化方向和外场H H不一致。不一致。图图(d)(d)表示在更高的外场表示在更高的外场H3作用下，磁畴的磁化矢量转到与外场的方向一致，此作用下，磁畴的磁化矢量转到与外场的方向一致，此时达到饱和磁化。时达到饱和磁化。（三）磁化曲线（三）磁化曲线 磁化过程四阶段：磁化过程四阶段：（1 1）OA OA阶段，阶段，M 随随H 呈线性地缓慢呈线性地缓慢增长，可逆畴

22、壁移动过程。增长，可逆畴壁移动过程。（2 2）AB AB阶段，阶段，M 随随H 急剧增长，急剧增长，不可逆畴壁移动过程不可逆畴壁移动过程（3 3）BCBC阶段，阶段，M 的增长趋于缓慢。的增长趋于缓慢。磁畴的磁化矢量已转到最接近于磁畴的磁化矢量已转到最接近于H 方方向的晶体易磁化方向，向的晶体易磁化方向，M 的增长主要的增长主要靠可逆转动过程来实现。靠可逆转动过程来实现。（4 4）CDCD阶段，趋近饱和过程或称平阶段，趋近饱和过程或称平行过程。磁化曲线极平缓地趋近于水行过程。磁化曲线极平缓地趋近于水平线而达到饱和状态。平线而达到饱和状态。反磁化过程反磁化过程退磁曲线和磁滞回线退磁曲线和磁滞回线

23、 在在磁磁滞滞回回线线上上，由由C C点点的的磁磁化化状状态态到到CC点点的的磁磁化化状状态态，称称为为反反磁磁化化过过程程。与与反反磁磁化化过过程程相相对对应的应的BH曲线称为反磁化曲线。曲线称为反磁化曲线。反磁化过程反磁化过程第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量 （一）磁畴结构 （二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程 （三）铁磁体中的磁自由能 （四）磁性材料的技术磁参量 （五）磁性材料的稳定性l1.3 磁性材料分类（三）铁磁体中的磁自由能交换能静磁能退磁场能磁晶各向异性能磁弹性能l 交换能交换能：交换能属于近邻原子间的静电相互作用能。它比其它各项磁自由能大10

24、2-104数量级。它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列，即自发磁化。其他各项磁自由能不改变其自发磁化其他各项磁自由能不改变其自发磁化的本质，而仅改变其磁畴结构。的本质，而仅改变其磁畴结构。在3d金属如Fe，Co，Ni，中，当3d电子云重叠时，相邻的3d电子存在交换作用。交换能Eex与两个电子自旋磁矩的取向有关，表达为是以普朗克常数为单位的电子自旋角动量。是以普朗克常数为单位的电子自旋角动量。为相邻原子为相邻原子3d电子电子自旋磁矩的夹角，自旋磁矩的夹角，A为交换积分常数。在平衡状态，相邻原子为交换积分常数。在平衡状态，相邻原子3d电子自旋磁矩的夹角遵循能量最小原理。电子自旋磁矩的夹角遵循能量最小

25、原理。为什么铁磁性材料中会出现磁畴呢？为什么铁磁性材料中会出现磁畴呢？静磁能静磁能：强磁性物质的磁化强度与外磁场的相互作用能称为静磁能M磁化强度；磁化强度；H外磁场；外磁场；M 和和H 的夹角的夹角 （3）磁晶的各向异性能）磁晶的各向异性能EK从晶体的易磁化方向转到难磁化从晶体的易磁化方向转到难磁化方向所需做的功叫磁晶各向异性方向所需做的功叫磁晶各向异性能能E EK K对于不同的晶体结构有不同的表对于不同的晶体结构有不同的表达式。达式。立方晶体：立方晶体：（4）磁弹性能）磁弹性能E当铁磁体内存在内应力或有外应力作用时，磁致伸缩与当铁磁体内存在内应力或有外应力作用时，磁致伸缩与应力发生相互作用，

26、与此相关的能量称为磁弹性能。应力发生相互作用，与此相关的能量称为磁弹性能。l l（5 5 5 5）退磁场能退磁场能退磁场能退磁场能 退磁场退磁场退磁场退磁场 在开路状态开路状态下，一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在它的两端将产生一个磁场。该磁场的方向与磁体的M方向相反，并使磁体产生退磁倾向，叫做退磁场Hd。退磁场能：物质的磁化强度和其自身的退磁场的相互作退磁场能：物质的磁化强度和其自身的退磁场的相互作用能称为退磁场能。用能称为退磁场能。N称为退磁因子，与铁磁体的形状有关称为退磁因子，与铁磁体的形状有关 沿长轴磁化的细长样品，沿长轴磁化的细长样品，N N0 0，短粗的样品，短粗的样品，N则很大

27、则很大宏观磁体内磁畴？宏观磁体内磁畴？交换能交换能磁晶各向异性能磁晶各向异性能退磁场能退磁场能 第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量 （一）磁畴结构 （二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程 （三）铁磁体中的磁自由能 （四）磁性材料的技术磁参量 （五）磁性材料的稳定性l1.3 磁性材料分类(四）磁性材料的技术磁参量四）磁性材料的技术磁参量技技术术磁磁参参量量M MS S:饱和磁化强度饱和磁化强度Tc：居里温度：居里温度H Hc c：矫顽力：矫顽力M Mr r：剩磁：剩磁主要取决主要取决于材料的于材料的化学成分化学成分对材料结构（如对材料结构（如晶粒尺寸、晶粒晶粒尺寸

28、、晶粒取向、晶体缺陷、取向、晶体缺陷、掺杂物等）敏感，掺杂物等）敏感，可以通过适当的可以通过适当的工艺改变工艺改变外禀磁参外禀磁参量量:Hc、Mr，磁，磁导率，磁导率，磁损耗磁能损耗磁能积等积等内禀磁内禀磁参量参量:MS、Tcl饱和磁化强度饱和磁化强度MS 有两个铁磁相时l居里温度居里温度Tc:铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度粘性磁导率粘性磁导率粘性磁导率粘性磁导率静态磁导率：直流磁场中测静态磁导率：直流磁场中测得的磁导率得的磁导率 起始磁导率：磁化曲线起起始磁导率：磁化曲线起始点的斜率（技术上规定）始点的斜率（技术上规定）最大磁导率：最大磁导率：B

29、-H曲线上曲线上B与与H比值的最大值。靠近临比值的最大值。靠近临界场，与材料内掺杂物，内界场，与材料内掺杂物，内应力等有关，是组织敏感参应力等有关，是组织敏感参量量动态磁导率：在交流磁场中动态磁导率：在交流磁场中测得的磁导率测得的磁导率 弹性磁导率，与磁性材弹性磁导率，与磁性材料存贮的能量成正比。料存贮的能量成正比。磁导率：磁导率：B-H曲线上任何一点的曲线上任何一点的B与与H的比值都的比值都称为磁导率。称为磁导率。决定功能器件的灵敏度决定功能器件的灵敏度l剩磁：铁磁体磁化到技术饱和并去掉外磁场后，在磁化方向保留的Mr或者Br统称为剩磁。Mr称为剩余磁化强度，Br称为剩余磁感应强度l矫顽力：铁

30、磁体磁化到技术饱和后，使它的磁化强度或者磁感应强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力。磁损耗：磁损耗：软软磁磁材材料料在在磁磁化化和和反反磁磁化化过过程程中中所所损损失失的的能能量量。由由涡涡流流损损耗耗We，磁磁滞滞损损耗耗Wh和和剩剩余余损损耗耗Wr三三部部分分组组成成，通通常以每公斤材料损耗的功率表示，即常以每公斤材料损耗的功率表示，即 W=We+Wh+Wr l涡流损耗We：在交变磁化条件下，材料垂直于磁场的平面内产生的涡流引起发热产生的损耗。循环磁化一周的涡流损耗与材料的电阻率、厚度D、磁感变化幅度Bm关系如下:l磁滞损耗Wh：在循环磁化条件下，材料每循环磁化一周所消耗的能量，它也以热

31、的形式表现出来，其大小与磁滞回线的面积呈正比。l剩余损耗Wr：从总损耗中扣除涡流损耗和磁滞损耗所剩的部分磁能积磁能积（BH）：磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度。：磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度。H Hg g=(=(B Bm mH Hm mV Vm m/0 0V Vg g)1/21/2 式式中中Vm、Bm和和Hm分分别别是是磁磁铁铁的的体体积积、磁磁感感强强度度和和磁磁场场强度，强度，Vg、Hg是气隙的体积和磁场强度。是气隙的体积和磁场强度。最最大大磁磁能能积积（BH）max：退退磁磁曲曲线线上上磁磁能能积积最最大大的的一一点点，工程应用中通常将工程应用中通常将(BH)max称为磁能积。称为磁

32、能积。第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量 （一）磁畴结构 （二）磁畴移动与磁化过程，反磁化过程 （三）铁磁体中的磁自由能 （四）磁性材料的技术磁参量 （五）磁性材料的稳定性l1.3 磁性材料分类（五）（五）磁性材料的稳定性磁性材料的稳定性衡衡量量磁磁性性材材料料的的磁磁参参量量随随外外界界因因素素作作用用产产生生的的变变化化，主要考虑主要考虑Mr和和Hc。（1 1）温度稳定性：磁性能随温度的变化。）温度稳定性：磁性能随温度的变化。（2 2）时时间间稳稳定定性性：在在某某一一特特定定工工作作环环境境下下长长期期工工 作过程中磁性随时间的变化。作过程中磁性随时间的

33、变化。（3 3）化化学学稳稳定定性性：在在腐腐蚀蚀介介质质的的环环境境中中磁磁性性随随时时 间的变化。间的变化。显微组织变化引显微组织变化引起的组织时效起的组织时效性能不稳性能不稳定的原因定的原因磁畴结构变化磁畴结构变化引起的磁时效引起的磁时效可逆，再次充磁时材可逆，再次充磁时材料能恢复原来的磁性料能恢复原来的磁性不可逆不可逆 第一节 铁磁学基础l1.1 物质的磁性l1.2 磁化过程与技术磁参量l1.3 磁性材料分类1.3 1.3 磁性材料分类磁性材料分类软磁材料软磁材料半硬磁材料半硬磁材料硬（永）磁材料硬（永）磁材料Hc100A/m(1.25 1000A/m(12.51000A/m(12.5OeOe)按矫顽力分类按矫顽力分类铁芯材料铁芯材料磁记录材料磁记录材料磁头材料磁头材料磁致伸缩材料磁致伸缩材料磁屏蔽材料磁屏蔽材料变压器、继电器变压器、继电器录音机录音机通讯仪器、电器通讯仪器、电器磁带、磁盘磁带、磁盘传感器传感器按用途分类按用途分类主要磁性材料分类主要磁性材料分类