《无机功能材料》课程教学课件（讲稿）第3章  磁性材料

第3章磁性材料 ·3.1软磁材料 ·3.2硬磁材料 ·3.3磁记录材料

第3章  磁性材料 • 3.1 软磁材料 • 3.2 硬磁材料 • 3.3 磁记录材料

【问题导思】 1、什么是硬磁性材料？什么是软磁性材料？ 2、硬磁性材料和软磁性材料在应用中有什么不同？ 定义：根据铁磁性材料被磁化后撤去外磁场时剩磁 的强弱，把铁磁性材料分为硬磁性材料和软磁性材料。 根据实际需要可选择不同材料：永磁体要有很强的 剩磁，所以要用硬磁性材料制造；电磁铁需要在通电时 有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造

【问题导思】 1、什么是硬磁性材料？什么是软磁性材料？ 2、硬磁性材料和软磁性材料在应用中有什么不同？ 定义：根据铁磁性材料被磁化后撤去外磁场时剩磁 的强弱，把铁磁性材料分为硬磁性材料和软磁性材料。 根据实际需要可选择不同材料：永磁体要有很强的 剩磁，所以要用硬磁性材料制造；电磁铁需要在通电时 有磁性，断电时失去磁性，所以要用软磁性材料制造．

磁性材料是最早被人类认识和利用的功能材料，伴 随了人类文明的发展。 磁 Magnet Magic 具有魔力的

磁性材料是最早被人类认识和利用的功能材料，伴 随了人类文明的发展。 磁 Magnet 具有魔力的 Magic

磁性材料的分类 一顺磁性 软磁材料 无序排列 抗磁性 按物质的 按原子磁矩 应用角度 硬磁材料 铁磁性 排列次序 性 磁记录材料 亚铁磁性有序排列 一反铁磁性 其他磁性材料

按 物 质 的 磁 性 顺磁性 抗磁性 铁磁性 亚铁磁性 反铁磁性 排 列 次 序 按 原 子 磁 矩 软磁材料 硬磁材料 磁记录材料 其他磁性材料 无序排列 有序排列 从 应 用 角 度 磁性材料的分类

3.1软磁材料 软磁材料的矫顽力很低，在磁场中容易反复磁化， 当外磁场去掉后，获得的磁性便会全部或大部分丧失

3.1  软磁材料 软磁材料的矫顽力很低，在磁场中容易反复磁化， 当外磁场去掉后，获得的磁性便会全部或大部分丧失

3.1.1软磁材料的基本性能 B 特点： 磁滞回线细而长 H 高磁感应强度 高磁导率 H. 低矫顽力 高电阻率 容易磁化，也容易去磁 图3.1软磁材料的磁滞回线

3.1.1  软磁材料的基本性能 图3.1 软磁材料的磁滞回线 特点： 磁滞回线细而长 高磁感应强度 低矫顽力 容易磁化，也容易去磁 高磁导率 高电阻率

3.1.2软磁材料的种类及应用 ()电工用纯铁 含碳量很低，纯度（含铁量）在99.95%以上

3.1.2  软磁材料的种类及应用 (1) 电工用纯铁 含碳量很低，纯度(含铁量)在99.95%以上

1)电工用纯铁的性能 ①磁性能 在退火状态，起始磁导率4为300~500μ0，最大磁导 率4m为6000~12000μ0，矫顽力Hc为40~95A/m。通过仔 细控制加工和热处理，可以使磁性能得到极大改善。 ②电性能 电阻率p很低，约为10×1082m,因而铁损很大。 ③力学性能 强度和硬度很低，其抗拉强度o,仅为27kg/mm2,HB 为131，但具有良好的塑性，其延伸率δ为25%，断面收缩 率w为60%

1) 电工用纯铁的性能 ①磁性能 在退火状态，起始磁导率µi为300～500µ0，最大磁导 率µm为6000~12000µ0，矫顽力Hc为 40~95 A/m。通过仔 细控制加工和热处理，可以使磁性能得到极大改善。 ②电性能 电阻率ρ很低，约为10×10-8 Ω·m，因而铁损很大。 ③力学性能 强度和硬度很低，其抗拉强度σb仅为27 kg/mm2 ，HB 为131，但具有良好的塑性，其延伸率δ为25%，断面收缩 率ψ为60%

2)影响电工用纯铁性能的因素及改善性能的方法 ①杂质的影响 对磁性能有较大影响，其中C的影响最为突出，使得 M降低，4m急刷下降，磁滞损耗增加，磁化困难。 通过严格控制治炼与轧制过程，有效去除气体含量 和有害杂质，可以改善电工用纯铁的性能

2) 影响电工用纯铁性能的因素及改善性能的方法 ①杂质的影响 对磁性能有较大影响，其中C的影响最为突出，使得 Ms降低，µm急剧下降，磁滞损耗增加，磁化困难。 通过严格控制冶炼与轧制过程，有效去除气体含量 和有害杂质，可以改善电工用纯铁的性能

②晶粒大小的影响 晶粒尺寸大，有利于提高磁导率u,降低矫顽力H。 因此，电工用纯铁在退火时，温度不宜超过910C,以 免因重结晶而导致晶粒细化。 ③塑性变形（冷加工）的影响 冷加工使纯铁的矫顽力H。增大，磁导率u降低，使磁 性能恶化。因此，电工用纯铁冷加工后必须进行退火处 理。退火温度的设定应充分考虑避免发生重结晶，不能 高于910℃

②晶粒大小的影响 晶粒尺寸大，有利于提高磁导率μ，降低矫顽力Hc。 因此，电工用纯铁在退火时，温度不宜超过910 ℃，以 免因重结晶而导致晶粒细化。 ③塑性变形(冷加工)的影响 冷加工使纯铁的矫顽力Hc增大，磁导率μ降低，使磁 性能恶化。因此，电工用纯铁冷加工后必须进行退火处 理。退火温度的设定应充分考虑避免发生重结晶，不能 高于910 ℃