文档介绍：,严格说,磁性陶瓷还包括不含铁的磁性陶瓷。物质的磁性来源于物体原子的磁性,原子的磁性来源于电子自旋和轨道运动,原子内具有未被填满的电子是其具有磁性的必要条件,电子的交换是原子具有磁性的重要条件。初始磁导率、磁化率、顺磁性、逆磁性,软磁铁氧体、永磁体。(1)磁导率和磁化率物体置于磁场中,物体将磁化,材料的磁化强度M是单位体积磁偶极矩,是单位体积的单元磁偶极子数n与磁矩Pm的乘积,同时M与磁场强度H存在关系:式中:am为单元组分的磁化强度,磁矩与磁场强度成正比;磁化率?m为磁化强度与外场强度的比值。磁化时,物质对外磁场提供了大小为HD=4?M的附加磁场,因此物质中产生的磁感应强度B由外磁场H(宏观电流所产生的磁场)和物质内部由电子自旋产生的附加磁场HD(分子电流或微观电流所产生的磁场)两部分组成。式中:?0=1为自由空间(真空)的磁导率,真空中?=0;?'是材料的有效磁导率mmmmnaHMHnanPM????/,?HHMHHHBD')41(4???????????(2)抗磁性和顺磁性抗磁性(?<0,?'<1,M<0),顺磁性(?>0,?'>1,M>0)抗磁性指磁化方向与磁场方向相反,此时磁化率是负常数。抗磁性效应是微弱的,相对磁导率?'/?0仅略小于1。凡是离子具有填满的电子壳层或者说没有不成对电子的陶瓷材料,几乎都呈抗磁性,这就一般地意味着不含过渡金属离子或稀土离子的陶瓷是抗磁性的,?为-10-5~-10-7数量级。过渡族和稀土离子因为离子包含奇数电子,故都有净磁矩,这些磁矩通常取向混乱,不显示宏观磁性;然而在外磁场作用下,这些磁矩则会沿外磁场方向择优排列而产生净磁化强度。当不成对电子各自行动而其间没有相互作用时,这种效应称为顺磁性。由于磁矩是沿外磁场方向排列的,顺磁磁化率是正值,以致提高磁通密度。室温下,?为10-3~10-5数量级,随温度升高而降低。(3)铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性铁磁性(?>>0,?'>>1,M>0);反铁磁性(??0,?'?1,M=0);亚铁磁性(?>>0,?'>>1,M>>0)。铁、钴、镍等金属及其某些合金在没有外磁场时也有宏观磁性,表明它们会发生自发磁化,即只要加上微弱的外磁场就会产生很大的磁化强度;这种磁性物质被称为铁磁体。铁磁材料中,电子自旋之间的交换相互作用为正,即所有自旋都按相同方向排列。然而,在某些固溶体中,未成对电子之间的交换作用呈反方向排列,这种特性被称为反铁磁性,宏观上类似于顺磁性而不显示磁性,某些过渡金属的一氧化物(MnO,FeO,NiO和CoO)就有这种特性。由于两个方向的离子磁矩相互抵消,因此从总体上而言,反铁磁性物质没有磁矩。亚铁磁性与反铁磁性很相似,然而由于两个方向上的磁矩不相等,导致净宏观磁矩,因而在某特征温度下表现出自发磁化。亚铁磁体的宏观磁化性质与铁磁体很相似,这类材料中最重要的是磁性氧化物(铁氧体)及MnSb、MnAs等,?达102数量级。BHBSBmBrHcHm典型的磁滞回线铁磁性和亚铁磁性材料在外磁场作用下的宏观磁化,具有不可逆性,也即具有磁滞效应。磁化曲线(磁滞回线)中,端点对应的磁场和磁感应强度为最大磁场Hm和最大磁感应强度Bm,横坐标交点Hc是矫顽力,纵坐标交点Br是剩余磁感应强度。饱和磁滞回线在纵坐标上最高点BS是饱和磁化强度。磁滞效应BHBSBmBrHcHm宏观磁化(技术磁化)过程大致可分为三个阶段:当磁场较弱时,磁化的主要原因是畴壁的可逆移动,起始磁导率?i较小;当磁场增强,畴壁的可逆移动逐步转化为大幅度的不可逆移动,使宏观磁化急剧上升,在曲线拐点处得到最大磁导率;磁场再增强,磁化曲线的上升又变缓,直至饱和,此时的主要机制是畴磁化转动。BHBSBmBrHcHm