文档介绍：材料的磁学
ic Properties of Materials
第二章
杜慧玲博士主讲
西安科技大学材料科学与工程系
主要内容
材料的磁性概述
材料的抗磁性与顺磁性理论
材料的铁磁性理论
材料的磁弹性能
动态磁化特征
§1. 材料的磁性概述
磁性材料发展简历
磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。
人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料。
公元前4世纪,中国发明了司南。后来,出现了指南车。
公元前3世纪,战国时期,<<韩非子>>中这样记载:“先王立司南以端朝夕”。<<鬼谷子>>中记载:“郑人取玉,必载司南,为其不惑也”。
公元1世纪,东汉,王充在<<论衡>>中写道:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。
公元11世纪,北宋,沈括在<<梦溪笔谈>>中提到了指南针的制造方法:“方家以磁石磨针锋,则能指南......水浮多荡摇,指抓及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬之最善。”同时,他还发现了磁偏角,即:地球的磁极和地理的南北极不完全重合。
§1. 材料的磁性概述
磁性材料发展简历
公元17世纪,英国的吉尔伯特发表了世界上第一部磁学专著<<论磁石>>。
公元18世纪,瑞典科学家在磁学著作中对磁性材料的磁化作了大胆的描绘。
公元19世纪,近代物理学大发展,电流的磁效应、电磁感应等相继被发现和研究,同时磁性材料的理论出现,涌现出了象法拉第、安培、韦伯、高斯、奥斯特、麦克丝韦、赫兹等大批现代电磁学大师。
20世纪初,法国的外斯提出了著名的磁性物质的分子场假说,奠定了现代磁学的基础。
§1. 材料的磁性概述
磁性材料发展简历
磁介质的磁化
磁介质的分类
顺磁质—, 同向,
抗磁质—, 反向,
铁磁质: ,
§1. 材料的磁性概述
磁性的基本概念
一、磁性的分类
二、磁场强度H
如果磁场是由长度为l,电流为I的圆柱状线圈(N匝)产生的,则
H的单位为A/m
§1. 材料的磁性概述
磁性的基本概念
三、磁感应强度B:
表示材料在外磁场H的作用下在材料内部的磁通量密度。
B的单位: T 或Wb/m2
在真空中,磁感应强度为
式中μ0为真空磁导率,它是一个普适常数
􀂾其值: 4π×10-7
􀂾单位: H(亨利)/m。
§1. 材料的磁性概述
磁性的基本概念
在磁介质中,磁场强度和磁感应强度的关系为􀂄
式中的μ为介质的磁导率,是材料的特性常数。
μ的单位为H/m。
§1. 材料的磁性概述
磁性的基本概念
除了SI单位制以外,还有一种高斯(Gauss)单位制,当使用高斯单位制时,磁感应强度的表达式为
这里,B的单位为高斯G,磁场强度H的单位为奥斯特Oe。磁性常数(真空磁导率)为1,单位是G/Oe M是磁极密度,4πM 是磁通线的密度。
§1. 材料的磁性概述
磁性的基本概念