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1、固体的磁性一般论述固体的抗磁性固体的顺磁性电子顺磁共振铁磁性和分子场理论交换互作用自旋波反铁磁性和亚铁磁性IntroduceB(ω)B(3ω)MNPTheeffectofsaturationB.Gleich,etal.,Nature435,1214(2005)MFH应用于肿瘤等疾病的无创治疗原理简图MFH（magneticfluidhyperthermia磁流体热疗）有关磁学的Nobel物理学奖(I)1902塞曼效应P.Zeeman,H.A.Lorentz1943斯特恩-盖拉赫实验发展分子束方法并测出质子磁矩O.Stern,W.G
2、erlach有关磁学的Nobel物理学奖(II)1944分子束核磁共振方法测定核磁矩I.I.Rabi1952凝聚态物质的核磁共振测量方法F.Bloch,E.M.Purcell有关磁学的Nobel物理学奖(III)1966光磁共振方法A.Kastler1955测定电子磁矩P.Kusch2007巨磁阻效应(GMR)PeterGrünberg,AlbertFert有关磁学的Nobel物理学奖(IV)1970磁流体力学H.O.G.Alfven反铁磁性与铁氧体L.E.F.Neel§1一般论述1.1固体的磁化率χ(susceptibility
3、)真空磁导率磁化强度矢量磁化率相对磁导率物质磁性分类1.2物质磁性分类按物质在外场中表现的特性按化学成分按物理方法按物质在外场中表现的特性分类 （磁化率的大小及正负）顺磁性材料弱磁性物质抗磁性材料铁磁性材料----强磁性物质（磁性材料）磁性材料软磁性材料（剩磁较小）剩磁弱，易去磁，适于反复磁化的场合例如：半导体收音机天线磁棒，录音机磁头，电脑记忆元件，变压器，交流发电机，电磁铁，各种高频元件的铁芯等硬磁性材料（剩磁较大）剩磁强，不易退磁，可制成永磁铁例如：磁电式仪表，扬声器，话筒，永磁电机等电器设备按化学成分分类软磁：软铁、硅钢、
4、镍铁合金金属磁性材料硬磁：碳钢、钨钢、铝镍钴合金铁氧体铁氧体大致可分成3类:第1类在移去外磁场后很快消退磁化，被称为软 磁体，如(Mn、Zn)Fe2O4、(Ni、Zn)Fe2O4，被用于 制作变压器的铁芯或马达等；第3类则为残留磁化大，磁性不易消失的永久磁 铁，又称硬磁体如Co0.75Fe2.25O4；第2类则介乎二者之间，称为矩形磁体，如(Mn、Mg)Fe2O4、CoFe2O4，用于电子计算机的存储 元件。铁氧体最主要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石 型等。尖晶石是指以MgAl2O4为典型代表的结构类型。 如用Fe取代Al3+，便
5、得尖晶石铁氧体，通式为MFe2O4，M=Mg2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+等。石榴石结构型起名于矿物石榴石，具通式A3B2(SiO4)3，A=Mg2+、Fe2+、Mn2+等，B=Al3+、Fe2+、Cr3+等。该系矿物种类繁多。具有磁性的铁石榴石可用 通式M3Fe5O12，表示，M=Y3+、Ln3+等，铁为Fe3+。磁铅石是第3类铁氧体，以MFe12O19为通式，M=Ba、Sr等。它们是尖晶石结构的超构，具六方对称性。磁铅石的阳离子可被多种金属离子取代，为磁记录 材料。按物理方法分类抗磁体顺磁体铁
6、磁体反铁磁体和亚铁磁体抗磁体经典抗磁体“反常”抗磁体超导体Χ<0
7、Χ
8、很小~10-5Χ与外磁场大小无关Χ与温度无关所有原子（离子）都没有固有磁矩Χ<0
9、Χ
10、较大~10-4Χ随磁场周期振荡Χ与温度有一定关系Χ=-1μ=0完全抗磁性Zn,Au,AgCuSi,P,S惰性气体Bi,Ga,Sb石墨,I,TlTable.1顺磁体正常顺磁体Χ与温度无关的顺磁体Χ>0
11、Χ
12、很小~10-4--10-3Χ依赖于外磁场服从Curielaw含Fe、Co、Ni离子的盐类；铁磁金属在温度高于铁磁居里温度时本质特征：材料内含有浓度可观的因不满原子壳层而具有固有
13、磁矩的离子大多数金属，例如碱金属Χ~10-6Table.1铁磁体Χ>0
14、Χ
15、很大，约为顺磁体的105--106Χ依赖于外磁场Fe、Co、Ni本质：不满的3d壳层引起固有磁矩，相邻原子间的量子力学互作用使得各原子的固有磁矩趋于平行排列，导致了铁磁性Table.1Table.2反铁磁体在某些场合，原子间的互作用量子力使得相邻离子（原子）的磁矩方向相反，导致总的不表现出磁性。在外场下，表现为特有的顺磁性，并有显著的各向异性。多为过渡金属的化合物，CrCl2、MnO、NiO、CoO、FeF2、VCl3、V2O4等亚铁磁体固体中含有两种大小
16、不等的固有磁矩的离子（原子），而这些离子（原子）间的量子作用力使其磁矩方向相反，由于他们的M大小不等，结果仍存在一定的总磁矩。在此情况下，与铁磁体类似，也显现出自发磁化强度。Fe3O4(FeO·Fe2O3)MnFe2O4、CoFe2O4、NiFe2
