磁材基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料1.磁性材料簡(jiǎn)介磁性材料是指由過(guò)渡金屬元素鐵、鉆、鎳及其合金等組成的能夠直接或間接 產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。根據(jù)物質(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出的特性，物質(zhì)的磁性可分為五類(lèi)：順磁性、抗磁 性、鐵磁性、亞鐵磁性、反鐵磁性。我們把順磁性和抗磁性物質(zhì)稱(chēng)為弱磁性物質(zhì), 把鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)稱(chēng)為強(qiáng)磁性物質(zhì)。通常所說(shuō)的磁性材料是指強(qiáng)磁性物質(zhì)。磁性材料按磁化后去磁的難易可分為 軟磁材料和硬磁材料。磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫軟磁材料， 不容易去磁的物 質(zhì)叫硬磁材料，也稱(chēng)為永磁材料。軟硬磁材料最明顯的區(qū)別就是矯頑力，一般來(lái)講軟磁材料的矯頑力較小，硬磁材料的矯頑力較大。通常軟磁材料的矯頑力小于 80 A/m，而永磁材料

2、的矯頑力則大于 4000 A/m。磁性材料按使用又可分為軟磁 材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸縮材料、磁記錄材 料、磁電阻材料、磁泡材料、磁光材料、旋磁材料以及磁性薄膜材料等。磁性材料的磁化過(guò)程可通過(guò)磁滯回線來(lái)表示。 圖1和1分別為軟磁材料和永 磁材料的磁滯回線。其中 Bs表示飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，Br表示剩磁，He表示矯頑 力。圖中可以看出，軟磁材料和硬磁材料最明顯的區(qū)別就在于， 硬磁材料的矯頑 力遠(yuǎn)大于軟磁材料。TT瑤巴£心 HMMJ更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料圖1磁性材料的磁滯回線1:軟磁材料的磁滯回線，1'硬磁材料的磁滯回線；He、He'矯頑力；B

3、s、 Bs':飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度；Br、Br'剩磁。1.1磁性材料各性能參數(shù)（1）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs：是指磁體被磁化至飽和狀態(tài)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其大小 取決于材料的成分，與其他外在條件無(wú)關(guān)。它所對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁 化矢量整齊排列。（2）剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br:磁性材料經(jīng)磁化至技術(shù)飽和，去掉外磁場(chǎng)后所保留的 表面場(chǎng)Br,稱(chēng)為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱(chēng)剩磁，用 Br表示，單位為特斯拉（T）或 高斯（Gs）,換算關(guān)系為1 T=10000 Gs=（3） 矯頑力He：磁性材料在飽和磁化后，當(dāng)外磁場(chǎng)退回到零時(shí)其磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不退到零，只有在原磁化場(chǎng)相反方向加上一定大小的磁場(chǎng)才能使磁感應(yīng)強(qiáng)度退 回

4、到零，該磁場(chǎng)稱(chēng)為矯頑磁場(chǎng)，又稱(chēng)矯頑力。矯頑力單位是奧斯特（Oe）或千安咪（kA/m），1 kA/m=12.56 Oe。矯頑力反應(yīng)了磁性材料抵抗退磁的能力。（4）居里溫度Tc：也稱(chēng)磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)，是指材料可以在鐵磁和順磁體之間改變的溫度。當(dāng)溫度低于居里溫度時(shí)物質(zhì)表現(xiàn)為鐵磁性，此時(shí)和材料有關(guān)的磁場(chǎng)很難改 變。當(dāng)溫度高于居里溫度時(shí)物質(zhì)表現(xiàn)為順磁性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，居里溫度就是材料失去磁性時(shí)的溫度，即高于此溫度時(shí)材料磁性消失。1.2軟磁材料的主要技術(shù)指標(biāo)軟磁材料是指能夠迅速響應(yīng)外磁場(chǎng)的變化，且能低損耗地獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度 的材料，它既容易受外磁場(chǎng)磁化，又容易退磁。應(yīng)用中，對(duì)軟磁材料的主要技術(shù) 指標(biāo)有以下要求：（1

5、）初始磁導(dǎo)率叫和最大磁導(dǎo)率Jmax要高。磁導(dǎo)率是表征材料的磁性、導(dǎo)磁性及磁化難易程度的一個(gè)磁學(xué)量，是軟磁材料的重要參數(shù)。初始磁導(dǎo)率是磁中性狀 態(tài)下磁導(dǎo)率的極限值，從使用要求看，主要是看起始磁導(dǎo)率叫。（2）（3）矯頑力He要小。軟磁材料的基本性能要求是能快速地響應(yīng)外磁場(chǎng)變化， 更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料這就要求材料具有低矯頑力值。通常軟磁材料的矯頑力約為10-1102 A/m。（4）（5） 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs要高。飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是軟磁材料的重要磁性參量。 通 常要求軟磁材料具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs，這樣不僅可以獲得高的 比值，還 可以節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)磁性器件的小型化。材料的 Bs值一般不可能有較

6、大變動(dòng)。（6）（7）功率損耗P要低。軟磁材料多用于交流磁場(chǎng)，因此動(dòng)態(tài)磁化造成的次損耗 不可忽視。動(dòng)態(tài)磁化所造成的次損耗包括 3個(gè)部分：渦流損耗，磁滯損耗和剩余 損耗。隨著交流磁場(chǎng)頻率的增加，軟磁材料動(dòng)態(tài)磁化所造成的磁損耗增大。（8）高的穩(wěn)定性。軟磁材料的高穩(wěn)定性是指磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性要高，減落要 小，隨時(shí)間的老化要盡可能小，以保證其長(zhǎng)壽命工作于太空、海底、地下和其他 惡劣環(huán)境。高科技特別是高可靠工程技術(shù)的發(fā)展，要求軟磁材料不但要具有高7、 低損耗等，更重要的是高穩(wěn)定性。影響軟磁材料穩(wěn)定工作的因素有低溫、潮濕、 電磁場(chǎng)、機(jī)械負(fù)荷、電離輻射等。在這些因素的影響下，軟磁材料的基本特性參 數(shù)發(fā)生變化，

7、從而導(dǎo)致性能的變化。1.3永磁材料的主要技術(shù)指標(biāo)永磁材料是指被外加磁場(chǎng)磁化以后，除去外磁場(chǎng)，仍能保留較強(qiáng)磁性的一類(lèi) 材料。永磁材料被磁化到飽和以后，如果撤去外加磁場(chǎng)，在磁鐵的兩個(gè)磁極之間 的空隙中便產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，對(duì)外界提供有用的磁能。通常對(duì)永磁材料主要技術(shù)指 標(biāo)有以下要求：（1）剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br要高。剩磁是表征永磁材料磁性能好壞的重要指標(biāo)， 剩磁越高，磁性能越好。一般材料的飽磁只跟材料本身有關(guān)， 基本不隨外界條件變 化。而剩磁則會(huì)受材料制備過(guò)程中的工藝條件的影響，因此可通過(guò)適當(dāng)調(diào)整和改變工藝條件來(lái)提高永磁材料的剩磁。（2）（3）矯頑力He要高。永磁材料的矯頑力 He有兩種定義：磁感矯頑力（H

8、eb） 和內(nèi)稟矯頑力（Hej）。磁體在反向充磁時(shí)，使磁感應(yīng)強(qiáng)度 B降為零時(shí)所需反向磁場(chǎng)強(qiáng)度的值稱(chēng)之為磁感矯頑力，常用 Hcb表示。但此時(shí)磁體的磁化強(qiáng)度并不 為零，只是所加的反向磁場(chǎng)與磁體的磁化強(qiáng)度作用相互抵消（對(duì)外磁感應(yīng)強(qiáng)度表現(xiàn)為零）。此時(shí)若撤消外磁場(chǎng)，磁體仍具有一定的磁性能。使磁體的磁化強(qiáng)度M降為零時(shí)所需施加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度，我們稱(chēng)之為內(nèi)稟矯頑力，常用Hcj表示。內(nèi)稟矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的物理量。一般內(nèi)稟矯頑力大于磁感矯頑力。在 磁體使用中，磁體矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越好。（4）（5）最大磁能積（BH）max要高。退磁曲線上任何一點(diǎn) B和H的乘積即BH稱(chēng)為 磁能積，而B(niǎo)H的最大值及（BH

9、）max稱(chēng)之為最大磁能積。磁能積單位用 MGOe或 kJ/m3表示，換算關(guān)系為1MGOe=7.96 kJ/m3。磁能積是衡量磁體所儲(chǔ)存能量大小 的重要參數(shù)之一。（BH）max越高的永磁體，產(chǎn)生同樣的磁場(chǎng)所需的體積和質(zhì)量就 越小。在相同體積和質(zhì)量下，（BH）max越高的永磁體獲得的磁場(chǎng)越高。因此，（BH） max 是評(píng)價(jià)永磁體磁性能的最主要指標(biāo)。（6）（7）居里溫度Tc要高。局里溫度即磁體失去磁性的溫度，當(dāng)溫度高于居里溫度 時(shí)，永磁體便失去磁性。因此磁體的使用溫度必須低于其居里溫度，高居里溫度則對(duì)應(yīng)于高的使用溫度。永磁體根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和使用環(huán)境的不同， 對(duì)其使用溫度 要求也不相同，尤其是一些特殊環(huán)境，要求非常高的使用