《磁性陶瓷》PPT课件.ppt

磁性陶瓷,具有强磁性的材料称为磁性材料。磁性材料具有能量转换，存储或改变能量状态的功能，是重要的功能材料。磁性材料广泛地应用于计算机、通讯、自动化、音像、电视、仪器和仪表、航空航天、农业、生物与医疗等技术领域。,磁性材料的分类 按化学组成分类金属磁性材料、非金属(铁氧体)磁性材料 按磁化率大小分类顺磁性、反磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性,按功能分类软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩磁材料、旋磁材料、压磁材料、泡磁材料、磁光材料、磁记录材料,磁化强度M宏观磁体由许多具有固有磁矩的原子组成。当原子磁矩同向平行排列时，宏观磁体对外显示的磁性最强。当原子磁矩紊乱排列时，宏观磁体对外不显示磁性。,宏观磁体单位体积在某一方向的磁矩称为磁化强度M：M=原子/V,磁化率及磁导率任何物质在外磁场作用下，除了外磁场H外，由于物质内部原子磁矩的有序排列，还要产生一个附加的磁场M。,在物质内部外磁场和附加磁场的总和称为磁感应强度B。B=o(H+M)o-真空磁导率=M/H-磁化率=B/H-磁导率,铁磁性物质 具有极高的磁化率，磁化易达到饱和的物质。如Fe，Co，Ni，Gd等金属及其合金称为铁磁性物质。,磁矩的排列与磁性的关系,磁性的起源,亚铁磁性物质,磁矩的排列与磁性的关系,如铁氧体(M2+Fe23+O4)等，是一些复杂的金属化合物，比铁磁体更常见。它们相邻原子的磁矩反向平行，但彼此的强度不相等，具有高磁化率和居里温度。,顺磁性物质 存在未成对电子 永久磁矩。La，Pr，MnAl，FeSO47H2O，Gd2O3；在居里温度以上的铁磁性金属Fe,Co,Ni等。居里温度 由铁磁性或亚铁磁性转变为顺磁性的临界温度称为居里温度(Tc)。,磁矩的排列与磁性的关系,反磁性物质 不存在未成对电子 没有永久磁矩。惰性气体，不含过渡元素的离子晶体，共价化合物和所有的有机化合物，某些金属和非金属。,磁矩的排列与磁性的关系,反铁磁性物质 FeO，FeF3，NiF3，NiO，MnO，各种锰盐以及部分铁氧体ZnFe2O4等，它们相邻原子的磁矩反向平行，而且彼此的强度相等，没有磁性。,磁矩的排列与磁性的关系,磁性材料及其应用,铁磁体磁化到技术饱和以后，使它的磁化强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力。,在较弱的磁场下易于磁化，也易于退磁的材料称为软磁材料。磁导率大，矫顽力小(Hc100A/m)，滞损耗低，磁滞回线呈细长条形。,软磁材料磁滞回线,软磁材料,主要软磁材料材料Mn-Zn、Li-Zn铁氧体、Ni-Zn、NiCuZn 铁氧体、MnFe2O4、NiFe2O4,软磁材料应用 软磁材料适用于交变磁场，可用来制造各种发电机和电动机的定子和转子；变压器，电感器，电抗器，继电器和镇流器的铁芯；计算机磁芯；磁记录的磁头与介质；磁屏蔽；电磁铁的铁芯。,磁化后不易退磁，而能长期保留磁性的铁氧体材料称为硬磁材料，因而也称永磁材料或恒磁材料。磁滞回线包围面积大，(Hc400A/m)矫顽力大。,硬磁材料磁滞回线,硬磁材料,永磁材料的应用 主要是利用磁体在气隙产生足够强的磁场，利用磁极与磁极的相互作用，磁场对带电物体或粒子或载电流导体的相互作用来做功，或实现能量，信息的转换。,矩磁材料磁滞回线,矩磁材料,磁滞回线近似矩形的磁性材料，结晶各向异性，应力各向异性。,常用的矩磁材料 在常温使用的矩磁材料有(Mn-Mg)Fe2O4系，(Mn-Cu)Fe2O4系，(Mn-Ni)Fe2O4系等。在-65+125较宽范围使用的矩磁铁氧体有Li-Mn，Li-Ni，Mn-Ni，Li-Cu等。,矩磁材料的应用 矩磁材料的剩余磁感应强度Br接近于饱和值Bm，矫顽力不大。若矩磁材料在不同方向磁场下磁化，当电流为零时，总是处于+Bm和-Bm 两种不同的剩磁状态。,由于计算机采用两进制，即只有“0”和“1”两个数码，所以采用这种材料的两种剩磁状态+Bm和-Bm就可以分别代表两个数码，起到记忆作用。因此矩磁材料适于做信息存储元件的磁性开关。,压磁材料在磁化时,长度会发生伸长或缩短变化的材料称为压磁材料。这种材料具有电磁能与机械能或声能的相互转换功能，是重要的磁功能材料之一。传统磁致伸缩材料、Fe，Co，Ni基合金及铁氧体、稀土磁致伸缩材料REFe2,压磁材料的应用制作超声发声器、接受器、超声探伤器、超声钻头、超声焊接器、滤波器、稳频器、谐波发声器、振荡器、微波检波器以及声纳、回声探测仪等。,旋磁材料能使作用于它的电磁波发生一定角度偏转的材料称为旋磁材料。旋磁材料基本上是铁氧体磁性材料，一般叫微波铁氧体材料。,旋磁材料Mg-Mn，Mg-Mn-Al，Mg-Al，Mg-Al，Mg-Cr，Ni-Mg，Ni-Zn，Ni-Al，Ni-Cr铁氧体，Li-Al，Li-Mg铁氧体等。,旋磁材料的应用用于与输送微波的波导管或传输线等组成的各种微波器件，主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。,