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1、磁介质的磁化规律和机理,张 炜,磁介质的分类,磁介质大体分为3类: 顺磁质 抗磁质 铁磁质,电介质,分子磁矩 m,分子磁矩的说明,分子磁矩m分子是分子内所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和(忽略原子核磁矩).,分子中所有电子的磁矩不能完全抵消,具有固有磁矩; 分子中所有电子的磁矩可以完全抵消,不具有固有磁矩.,顺磁质的磁化机制,由具有固有磁矩的分子形成的物质; 在外场作用下,每个磁矩都受到一个力矩,使分子磁矩转向外磁场方向; 各分子磁矩在一定程度上沿外场排列; 热运动对磁矩排列起破坏干扰作用,温度越高顺磁效应越弱.,抗磁质的磁化机制,每个分子无固有磁矩;(相互抵消) 在外场作用下,感生磁矩都与
2、外场方向相反. 顺磁质: 抗磁效应比顺磁效应小被掩盖.,超导体的迈斯纳效应,超导体的基本特性： 在低于特定温度Tc(转变温度),电阻为零; 完全抗磁(迈斯纳效应). 抗磁效应机制: 表面的超导电流产生的附加磁场将体内磁场完全抵消.,铁磁质的磁化规律,铁磁质：磁性很强的一类物质. 纯化学元素: 铁Fe 过渡族元素 钴Co 镍Ni 稀土族元素 钆(g)Gd 镝(d) Dy 钬(hu) Ho 铁与金属、非金属合金 某些包含铁的氧化物(铁氧体),确定B 、H之间的关系,闭合铁芯螺绕环(没有退磁场) 螺绕环内磁场强度H 磁化场磁场强度H0 H= H0=nI0 可计算 磁感应强度B 可通过次级线圈测量,起
3、始磁化曲线,饱和磁化强度Ms,-H 曲线,磁滞回线,局部的小磁滞回线,局部的小磁滞回线到处可以产生,去磁过程,磁滞损耗,铁磁质的分类-依据矫顽力划分,软磁材料-适用于交变磁场 磁滞损耗小;切断电流后无剩磁 弱电: init高;强电: max高. 硬磁材料,铁磁质的分类-依据矫顽力划分,硬磁材料 最大磁能积-有利于降低磁铁体积,铁磁质的微观结构,铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁矩. 无外场情况下,铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内自发地排列起来(自发磁化区).,关于铁磁质的说明,饱和磁化强度MS就是磁畴中的磁化强度; 介质的惨杂和内应力阻碍磁畴恢复到退磁状态:磁滞现象; 铁磁体会发生长度体积的改变:磁致伸缩; 强烈震动 高温剧烈热运动将瓦解磁畴,临界温度(居里点); 铁磁性(Fe Co Ni)、反铁磁性(FeO CoO NiO)、 亚铁磁性(Fe3O4),铁电体,压电效应,石英晶体谐振器 石英表(误差210-5s / Day) 逆压电效应,Thanks,