磁性材料及其制备.ppt

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1、磁性材料及其制备磁性材料简介物质磁性来源磁性材料分类磁性材料宏观性质及应用外场与磁性材料的相互作用铁氧体磁性材料材料的制备磁性是物质的一种属性，从微观粒子到宏观物体，乃至宇宙天体，都具有某种程度磁性；换言之，一切物质皆有磁性。一、序言--磁学是既古老又年青的学科春秋战国时代“慈石”的记载；公元前3世纪，我国发明了指南针；黄帝司马迁《史记》描述黄帝作战用指南针东汉王充在《论衡》描述“司南勺”1086年宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等1119年宋朝朱或《萍洲可谈》罗盘用于航海的记载论磁石最早的著作《DeMagnete》W.

2、Gibert18世纪奥斯特电流产生磁场法拉弟效应在磁场中运动导体产生电流安培定律构成电磁学的基础,电动机、发电机等开创现代电气工业1907年P.Weiss的磁畴和分子场假说1919年巴克豪森效应1928年海森堡模型，用量子力学解释分子场起源1931年Bitter在显微镜下直接观察到磁畴1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体磁性与磁性材料的发展史1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体1935年Landau和Lifshitz考虑退磁场,理论上预言了磁畴结构1946年Bioembergen发现NMR效应1948年Neel建立亚

3、铁磁理论1954-1957年RKKY相互作用的建立1958年Mössbauer效应的发现1960年非晶态物质的理论预言1965年Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金1970年SmCo5稀土永磁材料的发现1982年扫描隧道显微镜,Brining和Rohrer,(1986年,AFM)1984年NdFeB稀土永磁材料的发现Sagawa(佐川)1986年高温超导体，Bednortz-muller1988年巨磁电阻GMR的发现,M.N.Baibich2007诺贝尔奖阿尔贝·费尔A.Fert和彼得·格林贝格尔P.Grünb

4、erg1994年CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO31995年隧道磁电阻TMR的发现,T.Miyazaki汉（公元前206－公元220年）。盘17.8×17.4厘米,勺长11.5，口径4.2厘米。司南由青铜地盘与磁勺组成。地盘内圆外方；中心圆面下凹；圆外盘面分层次铸有10天干，十二地支、四卦，标示二十四个方位。磁勺是用天然磁体磨成，置于地盘中心圆内，勺头为N，勺尾为S，静止时，因地磁作用，勺尾指向南方。此模型是王振铎先生据《论衡》等书记载并参照出土汉代地盘研究复制。司南各种磁效应示意图磁性关联的众多边缘学科现代汽车

5、需要使用几十个小型永磁电动机和其它磁控机械元件。Thenumberofmagnetsinthefamilycarhasincreasedfromoneinthe1950'stooverthirtytoday.几乎遍及人类生产、生活的各个领域。磁性的应用物质磁性的起源：安培分子电流学说组成磁铁的每个分子都具有一个小的分子电流，经过磁化的磁铁其小分子电流都定向规则排列现代科学认为物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性原子中外层电子的轨道磁矩电子的自旋磁矩原子核的核磁矩原子的总磁矩应是按照原子结构和量子力学规律将原子中各个电子的轨道

6、磁矩和自旋磁矩相加起来的合磁矩总的来说，组成宏观物质的原子有两类：一类原子中的电子数为偶数，即电子成对地存在于原子中。这些成对电子的自旋磁矩和轨道磁矩方向相反而互相抵消，使原子中的电子总磁矩为零，整个原子就好像没有磁矩一样，习惯上称他们为非磁原子。另一类原子中的电子数为奇数，或者虽为偶数但其磁矩由于一些特殊原因而没有完全抵消使原子中电子的总磁矩（有时叫净磁矩，剩余磁矩）不为零，带有电子剩余磁矩的原子称作磁性原子。以上关于物质磁性惟一来源于磁矩的观点，统称为《磁矩学说》，或称为《磁偶极矩学说》。磁矩学说一个很明确的结论是不存在

7、磁单极。1931年狄拉克从理论上论证了磁单极子存在的可能性。但至今还未曾从实验上发现磁单极子。磁有序材料定义：物质内磁矩的空间取向具有长程有序规律的现象称为磁有序，它主要依赖与原子磁矩间的相互作用以及自旋-轨道耦合和晶体场效应等因素。磁有序形式通常称为磁有序结构，已经发现的磁有序结构有几个方面：1、铁磁有序结构。特点是整个自旋平行排列，具有很强的自发磁化强度，铁族元素中铁、钴、镍，稀土族元素中钆、铽、镝及其合金属于此类。2、反铁磁有序结构。特点是两组相邻自旋反平行排列，方向相反，但数量相等，净自发磁化强度等于零。例如NiO、

8、MnO、FeS等化合物即是此类。3、亚铁磁有序结构。特点是两组相邻自旋取向相反但不等量，其自发磁化强度等于两组反向自旋的差，宏观磁性与铁磁性类似，但数值上臂铁磁性的小，称为亚铁磁有序结构。铁氧体就是亚铁磁有序结构的典型材料。4、螺旋磁性有序结构。特点是在一个原子面内，自旋为铁磁性取向，当原