磁性材料第6章技术磁化理论-磁性材料.ppt

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1、第二章技术磁化理论第1节技术磁化过程2节反磁化过程第2节静态磁参数分析Weiss分子场假说——自旋交换作用导致磁性体内部存在分子场，从而产生自发磁化（MS~T关系，以及居里点的存在）在未受外磁场作用时为什么绝大多数铁磁体不显示宏观磁性呢？——磁畴假说磁畴的概述：宽度约为10-3cm，包含1014个磁性原子（从微观和宏观两种角度认识磁畴）Introduce磁畴结构：磁畴的大小、形状以及它们在铁磁体内的排布方式。研究磁畴结构的形式及其在外磁场中的变化是磁学的重要内容之一（1）了解铁磁体内部自发磁化的分布；（2）为研究磁化过程提供理论依据铁磁体为什么形成磁畴？磁畴的尺寸和

2、结构与哪些因素有关？所有这一切都是由铁磁体系统内的总自由能等于极小值所决定的。具体而言，铁磁体磁畴结构的形成以及磁化过程中磁化曲线、磁滞回线上的每一点都代表铁磁体的平衡状态，而从热力学的观点来看，在平衡状态下，系统的总自由能等于极小值第1节技术磁化TechnicalMagnetization铁磁性物质的基本特征：（1）、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化（2）、铁磁性物质的磁化率很大（3）、铁磁性物质的磁化强度与磁化磁场强度之间不是单值函数关系，显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率都是磁场强度的函数（4）、铁磁性物质有一个磁性转变温度-居里温度TC（5）、铁

3、磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向异性和磁致伸缩现象一、磁化过程概述(Generalofmagnetizingprocess)1、一些基本概念：磁化过程：指处于磁中性状态的强磁性体在外磁场的作用下，其磁化状态随外磁场发生变化的过程，分为静态磁化过程和动态磁化过程当磁场作准静态变化时，称为静态磁化过程（又分为技术磁化和内禀磁化）；当磁场作动态变化时，称为动态磁化过程技术磁化：指施加准静态变化磁场于强磁体，使其自发磁化的方向通过磁化矢量M的转动或磁畴移动而指向磁场方向的过程2、磁化曲线的基本特征：铁磁性、亚铁磁性磁化曲线为复杂函数关系H起始磁化区陡峭区趋近饱和区Ray

4、leigh区M顺磁磁化区强磁体的磁化曲线可分为五个特征区域：（1）、起始磁化区（可逆磁化区域）M＝iHB＝0iH（i＝1+i）（2）、Rayleigh区：仍属弱场范围，其磁化曲线规律经验公式：（3）、陡峭区中等场H范围，M变化很快。特点是不可逆磁化过程，发生巴克豪森跳跃的急剧变化，其与均很大且达到最大值——又称最大磁导率区（4）、趋近饱和磁化区较强H，M变化缓慢，逐渐趋于技术磁化饱和。符合趋于饱和定律：其中a、b与材料形状有关（5）、顺磁磁化区需极高的H，难以达到。在技术磁化中不予考虑3、磁化过程的磁化机制：若磁体被磁化，则沿外磁场强度H上的磁化强度M

5、H可以表示为：当外磁场强度H发生微小的变化ΔH，则相应的磁化强度的改变ΔMH可表示为：畴壁位移磁化过程磁畴转动磁化过程顺磁磁化过程即技术磁化过程为畴壁位移和磁畴转动两种基本磁化机制强磁性材料被磁化，实质上是材料受外磁场H的作用，其内部的磁畴结构发生变化，也即是磁体内部总能量的平衡分布重新调整过程技术磁化过程大致可以分为三个阶段：（i）、可逆畴壁位移磁化阶段（弱场范围内）：若H退回到零，其M也趋于零。（多见于金属软磁材料和磁导率较高的铁氧体中）（ii）、不可逆畴壁位移磁化阶段（中等磁场范围内）即有Barkhausenjumps发生（iii）、磁畴磁矩的转动磁化阶段（

6、较强磁场范围内）此时样品内畴壁位移已基本完毕，要使M增加，只有靠磁畴磁矩的转动来实现。一般情况下，可逆与不可逆磁畴转动同时发生于这个阶段第2节反磁化过程ReversalofMagnetizingProcess一、概述反磁化过程：铁磁体从一个方向饱和磁化状态变为相反方向的技术饱和磁化状态的过程；主要特征——磁滞现象（磁化强度M随H变化中出现滞后的现象）——来自于不可逆磁化过程实验证明，一般的磁性材料除在极低的磁场或极高磁场以外，在不同大小的磁场作用下反复磁化均可得到相应的磁致回线，而其中最大的回线就是饱和磁滞回线（Hc、Mr）与磁化过程一样，反磁化中也存在可逆与不可逆

7、磁化过程反磁化过程中，磁滞形成的根本原因主要由于铁磁体内存在应力起伏、杂质以及广义磁各向异性引起不可逆磁化过程；所以磁滞与反磁化过程中的阻力分布有密切的关系；磁滞的机制肯定包括下面两种：（1）在畴壁不可逆位移过程中，由应力和杂质所引起的磁滞；（2）在磁畴不可逆转动过程中，由磁各向异性能所引起的磁滞。与技术磁化过程不同，反磁化过程是从技术饱和磁化状态开始的（似乎不存在磁畴结构）；反磁化过程产生磁滞的第三种机理：反磁化核的成长过程（晶格的点缺陷、面缺陷对畴壁的钉扎也是引起磁滞的另一种重要机制）一般来说，软磁材料中主要是由不可逆畴壁位移导致磁滞，而某些单畴颗粒材料中，