功能材料总复习

《功能材料总复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一章、概述功能材料是指具有特定光、电、磁、声、热、气、生物等特性的各类材料。rti于历史的原因，金屈功能材料也叫精密合金°根据冶金工业部部颁标准规定，精密合金产品牌号用表示。表1精密合金产品的牌号。牌号材料类型1J软碱2.T可窈形永磁3J弹件合金4.1执膨帐合金5.1热双金属6.1由阳合金7.J热由偶材料第二章磁性材料第一节铁磁学基础一、铁磁学基础1、CGS制和MKSA制单位制的换算2、磁化1111线、磁滞回线抗磁（a）、顺磁或反铁磁（b）和铁磁性（c）材料的磁化曲线抗磁、顺磁或反铁磁材料无磁滞现象，M、J绝对值低，随H增加，抗磁性物质的M为负值。（1）M・H和J・H磁化曲线及磁

2、滞回线铁磁性物质在磁化和退磁时的曲线不同，存在磁滞现象，M的绝对值高,磁场足够大时成为一条水平线。Ms■…饱和磁化强度；Mr---剩余磁化强度；MHc-—内禀矫顽力，是材料的本征特征。⑵B-H磁化曲线及磁滞回线（实用、应用曲线）•考虑到磁场H的影响，B-H曲线更为实用。•Bs■…饱和磁感皿强度；B「…剩余磁感M强度；He--娇顽力。强磁性材料的B-H磁化Illi线及磁滞回线•若磁化不到饱和，其回线叫小回线，不反映材料本身的特征。(B=H+4兀MM《龙=在CGS制中，H在真空中,B=H,n=lo单位：H—Oc,B—Gs,M—Gs,x—Gs/Oe,口一Gs/Og。=1+4观rE=PqH

3、+//qA7=PqH+JJJMX-——在MKSA制中，H在真空中，B==4^xlO-7亨利/米。B=H单位：H—A/m,B—Wb/m2,M—A/m,J-Wb/m2x—无量纲，u—H/mo在两制中的数值关系：H：lA/m=4nxlO'3OeB：IWb/m2=104GsM：1A/m=10'3Gsx:MKSA制中之x值是CGS制中之x值的4倍。其它的磁参量可参照相关的单位换算表。二、物质的磁性物质的磁性来源丁原子磁性，原子的磁性来源J：电子的轨道运动和口旋运动产生的磁矩。(1).电子轨道磁矩若一原了中冇很多电了，则由各个电了形成的轨道总磁矩是各个电了轨道磁矩的向量和。因此在原了壳层完全

4、充满电子的情况卜，由于电子轨道在空间的对称分布，原子的轨道总磁矩为零。(2)电了自旋磁矩一个电了自旋磁矩在外磁场方向的大小正好是一个玻尔磁了，但其方向可能和外磁场的方向平行或反平行。总的自旋磁矩是各个口旋磁矩的向虽:和。对于充满了电了的壳层，其总的门旋磁矩也为零。物质的磁性主要包括：抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。抗磁性抗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铁磁性铁磁性物质的磁结构及磁化率随温度的变化亚铁磁件物质的磁结构及磁化率随温度的变化三、铁磁体的能量和磁畴铁磁体在磁化和反磁化时的磁化状态取决于它们的能量状态。即：交换能、静磁能

5、（磁体在外场中的能量）、退磁能、磁各向异性能、磁弹性能等。（1）交换能：交换能属于近邻原了间的静电相互作用能，它是各向同性的。它比其它各项磁自由能人102-1（）4数量级。它使强磁性物质相邻原了磁矩有序排列，即自发磁化。其他各项磁自由能不改变其自发磁化的本质，而仅改变其磁畴结构。（2）分畴有利于减小退磁能。四、技术磁化与反磁化1、两种磁化方式：畴壁位移和磁畴转动铁磁体在居里点以下，发生口发磁化到饱和。整个磁体的磁化强度取决于各个磁畴中自发磁化的大小和方向，也就是取决于整个磁畴结构。在外磁场作用下,磁化强度是如何变化的?这就是技术磁化•…在外磁场作用下，磁畴结构的变化过程。•磁畴结构

6、的变化可以通过畴壁位移和畴内磁化方向的转动过程来进行。*对于一般晶态磁性材料來说，畴壁移动过程是首先进行的，由于只需克服畴壁能，在弱磁场卞就可发牛。*畴壁转动（山易磁化方向转向难磁化方向）需要克服磁各向界性能，磁各向界性能远大于畴壁能，因此在高场下才能发生。五、交变磁场中的磁化当铁磁体在交变场中磁化吋，B和H之间出现相位怎，山此产生了附加的损耗而使交流下的磁滞回线而积加人。另一方面，对于金丿肉磁性材料来说，由于它的电阻率较低，当在交变场中磁化吋，因其中磁通量的迅速变化而引起显著的涡流效应及趋肤效应，对材料的交流磁性有显著的影响。磁损耗磁性材料本身在磁化和反磁化过程屮所损失的能量，叫

7、磁损耗。磁损耗主要包插：磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。⑴磁滞损耗：单位体积的铁磁体在磁化一周时，由于磁滞的原因而损耗能量，称为磁滞损耗Wh，它的值等于静态磁滞回线的面积。⑵涡流损耗：当铁磁性物质在交变磁场中反复磁化时，由于其中磁通量的反复变化，则在环绕磁通量的变化方向上出现感应电动势，因此出现涡流效应。这种涡流的人小是和物质的电阻率的人小有关。⑶剩余损耗：从总的磁损耗中扣除磁滞损耗和涡流损耗后剩余的损耗为剩余损耗。它是山于磁性驰豫或磁性后效引起的损耗。第二节、软磁材料