上海交通大学：《材料与文明》课程教学资源（学生作业）永磁材料与软磁材料

永磁材料与软磁材料 机械与动力工程学院 515020910114吴恢悦

永磁材料与软磁材料 机械与动力工程学院 515020910114 吴恢悦

01 铁磁材料的分类及特点 02 磁性材料的磁化机理 03 铁磁材料的应用 04 铁磁材料的发展

01 02 03 04 铁磁材料的分类及特点 磁性材料的磁化机理 铁磁材料的应用 铁磁材料的发展

时 PART ONE 铁磁材料的分类 及特点

01 PA R T O N E 铁磁材料的分类 及特点

磁性材料的分类 任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。 顺磁性物质 磁化率k=M/H在10-6一10-3量级 弱磁性 抗磁性物质（常见) 永磁材料 硬磁材料) 铁磁性物质 软磁材料 统称强磁性材料 亚铁磁性物质 反磁性物质

磁性材料的分类 任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化，只是磁化的程度不同。 顺磁性物质 抗磁性物质（常见） 铁磁性物质 亚铁磁性物质 反磁性物质 永磁材料 （硬磁材料） 软磁材料 统称 强磁性材料

铁磁材料的特点 B 磁饱和现象 跑和魔感应强度Bs 铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被 强烈地磁化到饱和，不但磁化率k=M/H>0, 而且数值大到10-106数量级 Br H 磁滞现象 如果在达到饱和状态之后使外界磁场减小， 这时感应磁场B的值也要减小，但不沿原来的 曲线下降，而是沿着上一条曲线段下降，对 应的值比原先的值大，说明铁磁质磁化过程 是不可逆的过程。当H=O时，B不为零，而是 一丑c矫顽力 大于零，称为剩余磁感应强度

铁磁材料的特点 铁磁质起始磁化曲线和磁滞回线 磁滞现象 如果在达到饱和状态之后使外界磁场H减小， 这时感应磁场B的值也要减小，但不沿原来的 曲线下降，而是沿着上一条曲线段下降，对 应的值比原先的值大，说明铁磁质磁化过程 是不可逆的过程。当 H=0时, B不为零，而是 大于零，称为剩余磁感应强度

铁磁材料的特点 B 软磁材料 硬磁 硬磁材料 磁滞回线较宽， 磁滞回线狭长 软磁 矫顽力、剩磁和磁滞损耗 最大磁能积(BH)max(衡 量永磁体储存磁能密度的物 均较小 理量)高 磁导率高，灵敏度高 功率损耗低 矫顽力大 剩磁强 稳定性高 稳定性高 是制造变压器、电机、和 可用来制造永磁体 交流磁铁的主要材料

软磁材料 磁滞回线狭长 矫顽力、剩磁和磁滞损耗 均较小 磁导率高，灵敏度高 功率损耗低 稳定性高 是制造变压器、电机、和 交流磁铁的主要材料 铁磁材料的特点

昭 PART TWO 磁性材料的 磁化机理

02 PA R T T W O 磁性材料的 磁化机理

磁矩 自旋磁矩 自旋磁矩 白旋磁矩 白旋 自旋 自旋 电荷 电荷 电荷 自旋磁矩 自旋磁矩 自旋磁矩 自旋 自旋 自旋 电荷 电荷 电荷

磁矩

磁矩 Point 1 b H Point 2 Point 4 c e J=Js J=0 H 2形 H

磁矩

磁畴 铁磁质中磁畴 磁呼 相邻电子之间存在着一种很强的“交换耦合”作 用，在无外磁场的情况下，它们的自旋磁矩能在 一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形 成自发磁化小区域，称为磁畴。在未经磁化的铁 磁质中，虽然每一磁畴内部都有确定的自发磁化 方向，有很大的磁性，但大量磁畴的磁化方向各 不相同因而整个铁磁质不显磁性

磁畴 铁磁质中磁畴 相邻电子之间存在着一种很强的“交换耦合”作 用，在无外磁场的情况下，它们的自旋磁矩能在 一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形 成自发磁化小区域，称为磁畴。在未经磁化的铁 磁质中，虽然每一磁畴内部都有确定的自发磁化 方向，有很大的磁性，但大量磁畴的磁化方向各 不相同因而整个铁磁质不显磁性