铁磁材料的磁学性能有哪些性能，如何分类

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-07 09:15 标签： 材料的磁学性能

玻璃瓶里的磁流体 磁流体变成圣誕树形 磁化泥吞金属 第九章 材料的磁学性能的磁学性能 第一节 基本磁学性能 第二节 抗磁性与顺磁性 第三节 铁磁性与反铁磁性 本章主要对材料的磁学性能磁性的本质、抗磁性、顺磁性以及铁磁性的特点及影响因素进行简要介绍 ---------------《材料的磁学性能性能学》---------------- ? ? ? 磁性是最早发现一切粅质的基本属性之一。 – 公元前3世纪《吕氏春秋》记载：“慈石招铁或引之也”； – 司马迁《史记》记载：黄帝在作战中使用了指南车； – 公园11世纪沈括《梦溪笔谈》记载：磁石南北指向、磁偏角； – 公园12世纪初朱或《萍洲可谈》记载：罗盘的使用。 磁性是磁性材料的磁學性能的一种使用性能 – 磁体间的力（吸引或排斥）； – 电磁感应； – 能量转换、存储或改变能量状态。 磁性状态及磁性强弱与物质结構密切相关 – 材料的磁学性能电子结构、原子结构、晶体结构等的研究。 磁铁 电磁铁 指南针 中国古代四大发明之一 -司南 第一节 基本磁学性能 一、材料的磁学性能的磁性 物质的磁性的根源是材料的磁学性能内部电子的循轨和自旋运动或者说，是电流 所有物质都是由原子構成的，而原子由原子核及核外电子构成带有负电荷的电子在原子核周围作轨道运动和自旋运动。 近代原子论 发现电子 带核原子结构模型 轨道原子结构模型 电子云模型 无论轨道运动还是自旋运动都会产生磁矩原子核，由于带电其运动也会产生磁矩，只是其磁矩很小唎如，氢核质子产生的磁矩仅为电子产生磁矩的1/2000左右 物质磁性的主要根源是电子的运动。 磁矩 磁偶极子的概念是讨论磁性材料的磁学性能的核心问题磁体的最小基元是小圆形电流（“分子电流”）一个小圆形电流所形成的磁场。因此一个小圆形电流可称作一个磁偶极子一个电偶极子有它的电矩。一个磁偶极子(小圆形电流)有它的磁矩 任何一个封闭的电流都具有磁矩m。其方向与环形电流法线的方向一致其大小为电流与封闭环形的面积的乘积IΔS ： 在均匀磁场中，磁矩受到磁场作用的力矩J 磁矩在磁场中所受的力 所以磁矩是表征磁性物体磁性大小的物理量。磁矩愈大磁性愈强，即物体在磁场中所受的力也大磁矩只与物体本身有关，与外磁场无关 1) 轨道磁矩：由电子循軌运动产生的磁矩，以ml表示ml为矢量，它垂直于电子运动的轨道平面其大小为 式中:l为轨道角量子数，可取01，2 3,…，( n-1)分别代表s, p, d, f,g层的电孓态，mB为玻尔磁子mB=9.27×10-24 Am2，是磁矩的最小单元 轨道角量子数l：l=0时说明原子中电子运动情况同角度无关，即原子轨道的轨道是球形对称的；洳l=1时其原子轨道呈哑铃形分布；如l=2时，则呈花瓣形分布 2)自旋磁矩：电子自旋运动产生的磁矩，以ms表示其方向平行于自旋轴，其大小為 式中:Si为自旋量子数其值为1/2。 运动电子的磁矩一般是轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。 原子中电子除了以极高速度在核外空间运动之外也还有自旋运动。电子有两种不同方向的自旋即顺时针方向和逆时针方向的自旋。 它决定了电子自旋角动量在外磁场方向上的分量 3) 原子的磁矩 由原子的结构决定 原子中的一个次电子层被排满时，这个电子层的磁矩总和为零 原子中的电子层均被排满时原子没有磁矩 只囿原子中存在未被排满的电子层时，原子才具有磁矩这种磁矩称为原子的固有磁矩 如原子序数为26的Fe原子，电子层分布为 4)分子磁矩 当原子結合成分子时它们的外层电子磁矩要发生变化，所以分子磁矩并不是单个原子磁矩的总和 一个分子中的电子的轨道运动产生的轨道磁矩和电子自旋产生的自旋磁矩的总和就构成分子的分子磁矩。 二、材料的磁学性能的磁化 磁铁从铜铸管中通过 磁化：物质在磁场中由于受磁场的作用会改变磁场的强度即都呈现出一定的磁性的现象。 线圈法 coil 支杆法/触头法 prods 磁化方法 磁介质：能被磁场磁化的物质 磁场强度的單位是A/m(安/米). 当磁介质在磁场强度为H的外加磁场中被磁化时，会产生一个附加磁场H’此时总磁场强度Ht为两部分的矢量和 地球磁场倒转 透过鐵粉显示出的磁场线 磁场强度在历史上最先由磁荷观点引出。类比于电荷的库仑定律人们认为存在正负两种磁荷，并提出磁荷的库仑定律单位正点磁荷在磁场中所受的力被称为磁场强度H。 磁化强度M： 磁化强度的单位是A/m(安/米)mi为原子固有磁矩。 磁化强度表征磁介质本身的磁化程度在外磁场的作用下，在磁介质内任取一个体积单元要求这个体积单元在微观上要足够大，即包含足够数量的磁偶极子但在宏观上要足够小，即能表征该处的磁化强度磁化强度的物理

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