磁性材料和應(yīng)用

1、磁性材料與應(yīng)用摘要：磁性材料能夠說即古老又新穎。磁性材料的發(fā)覺是十分久遠(yuǎn) 的，它的應(yīng)用如指南針創(chuàng)造了古代的文明。磁性材料的進(jìn)展很迅 速，原有的傳統(tǒng)材料性能在不斷的改良和提高，更多的新型磁特 性和磁效應(yīng)材料又在不斷地大量涌現(xiàn)。而磁學(xué) 基礎(chǔ)研究與應(yīng)用的 需求彼此增進(jìn)，在國防和國民經(jīng)濟(jì)中起著 重要作用。所以對磁性材料的研究與應(yīng)用就顯的尤其重要。概念：磁性材料，是古老而用途十分普遍的，而物質(zhì)的磁性早 在 3000年以前就被人們所熟悉和應(yīng)用，例如古代用天然磁鐵作為指 南針。現(xiàn)代磁性材料已經(jīng)普遍的用在咱們的生活當(dāng)中，例如將永 磁材料用作馬達(dá)，應(yīng)用于變壓器中的鐵心材料，作為存儲器利用 的，運(yùn)算機(jī)用磁記錄軟盤

2、等。能夠說，磁性材料與信息化、自動 化、機(jī)電一體化、國防、國民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān)。而通常 以為，磁性材料是指由過度鐵、鉆、鐮及其等能夠直接或間接產(chǎn) 生磁性的物質(zhì)。進(jìn)展歷程:是世界上最先發(fā)覺物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國家。早 在戰(zhàn)國時期就有關(guān)于天然磁性材料(如)的記載。11世紀(jì)就發(fā)明了 制造人工永磁材料的方式。1086年記載了指南針的制作和利 用。10991102年有指南針用于航海的記 敘，同時還發(fā)覺了的現(xiàn) 象。公元19世紀(jì)，近代物理學(xué)大進(jìn)展，電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng) 等接踵被發(fā)覺和研究，同時磁性材料的理論出現(xiàn)，涌 現(xiàn)出了象法 拉第、安培、韋伯、高斯、奧斯特、麥克絲韋、赫茲等大量現(xiàn)代 電磁學(xué)

3、大師。20世紀(jì)初，法國的外斯提出了著名的磁性物質(zhì)的分 子場假說，奠定了現(xiàn)代磁學(xué)的基礎(chǔ)近代，的進(jìn)展增進(jìn)了金屬磁性材料一一(Si-Fe )的研制。永磁 金屬從19世紀(jì)的進(jìn)展到后來的永磁合金，性能提高二百多倍。隨 著通信技術(shù)的進(jìn)展，軟磁從片狀改成絲狀再改成粉狀，仍知足不 了擴(kuò)展的要求。2()世紀(jì)4()年代，J.L.斯諾伊 克發(fā)明電阻率高、高 頻特性好的鐵氧體軟磁材料，接著又出現(xiàn)了價錢低廉的永磁鐵氧 體。50年代初，隨著運(yùn)算機(jī)的進(jìn)展，美籍華人第一利用矩磁合金 作為運(yùn)算機(jī)的內(nèi)存儲器，不久被記憶磁芯取代，后者在607()年 代曾對運(yùn)算機(jī)的進(jìn)展起過重要的作用。50年代初人們發(fā)覺鐵氧體 具有獨特的微波特性，制

4、成一系列微波鐵氧體器件。壓磁材料在 時即已用于聲納技術(shù)，但由于的出現(xiàn)，利用有所減少。后來又出 現(xiàn)了強(qiáng)壓磁性的稀土合金。(無定形)磁性材料是近代磁學(xué)研究的 功效，在發(fā)明快速淬火技術(shù)后，1967年解決了制帶工藝，正向?qū)?用化過渡。類型與應(yīng)用：磁性材料具有磁有序的強(qiáng)磁性物質(zhì)，廣義還包括可應(yīng)用其磁 性和磁效應(yīng)的弱磁性及反鐵磁性物質(zhì)。磁性是物質(zhì)的一種大體屬 性。物質(zhì)依照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外磁場中的性狀可 分為抗磁性、 順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和亞鐵磁性 物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，抗磁性磁性物質(zhì)為弱 磁性物質(zhì)。磁性材料按 性質(zhì)分為金屬和非金屬兩類，前者主要有電工鋼、和稀土合金等， 后者主如果。

5、按利用又分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。 功能磁性材料主要有、磁光材料，旋磁材料和等，反映磁 性材料大體磁性 能的有磁化曲線、磁滯回線和等。、燒結(jié)錢鐵硼欽鐵硼（NdFuB）屬第三代稀土永磁材料，具有體積小、重 量輕和磁性強(qiáng)的特點，是迄今為止性能價錢比最佳的磁體，在磁 學(xué)界被譽(yù)為磁王。高能量密度的長處使欽鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工 業(yè)和電子技術(shù)中取得了普遍應(yīng)用。在人們的日常生活中，小得腕表、電話、照相機(jī)、電話、錄 音機(jī)、運(yùn)算機(jī)硬盤、光盤驅(qū)動器，大到汽車、發(fā)電機(jī)、醫(yī)療儀器、 航空航天器等，永磁材料無所不在。正是普遍采用了稀土永磁材 料，眾多電子產(chǎn)品的尺寸才得以進(jìn)一步縮小，性能大幅度改善。 從而適應(yīng)

6、了現(xiàn)今電子產(chǎn)品輕、薄、小的進(jìn) 展趨勢。此刻，稀土永 磁材料的生產(chǎn)與應(yīng)用，已成為衡量一個國家綜合國力與國民經(jīng)濟(jì) 進(jìn)展水平的重要標(biāo)志。二、粘結(jié)欽鐵硼粘結(jié)欽鐵硼特點：在各向同性的粘結(jié)磁體中，此磁體的磁性能最強(qiáng)可一次成型為精度較高、形狀的零件而無需后加工有較強(qiáng)的韌性有的抗侵蝕能力溫度性能穩(wěn)固粘結(jié)枚鐵硼用途：與燒結(jié)欽鐵硼磁強(qiáng)磁體相較，粘結(jié)欽鐵硼磁體具有一次成 形，多極取向的特點。主要應(yīng)用于電子信息、通信、儀表、辦公 自動化、醫(yī)療器械、汽車、機(jī)械等領(lǐng)域。三、鋁鐐鉆永磁鋁鐮鉆永磁是由金屬鋁、鐐、鉆、鐵和其他微量金屬元素 組成的一種合金。其金屬成份的組成不同，磁性能不同，從而用 途也不同。鋁鎮(zhèn)鉆永磁有兩種不同

7、的生產(chǎn)工藝：鑄造 和燒結(jié)。鑄 造鋁鐐鉆工藝能夠加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀，強(qiáng)度高，抗侵 蝕能力強(qiáng)，具有的溫度穩(wěn)固性，最高工作 溫度可達(dá)600C o鑄造 鋁鎮(zhèn)鉆產(chǎn)品應(yīng)用普遍，主要用于各類傳感器、儀表、電子、機(jī)電、醫(yī)療、教學(xué)、汽車、航空、軍 事技 術(shù)等領(lǐng)域。燒結(jié)鋁鐮鉆產(chǎn)品與鑄造鋁鐮鉆產(chǎn)品相較，主如果小的尺寸，磁性能要略低于鑄造鋁鐐鉆產(chǎn)品，但可加工性好。燒結(jié)鋁鐮 鉆產(chǎn)品普遍用于各類儀表，各類磁性傳感器、控制器、汽車點火器、里程表和其他應(yīng)用領(lǐng)域鋁銀鉆磁鋼具體應(yīng)用：一、內(nèi)磁式電壓電流表、電子式電能表、萬用表、流量 計 等二、各類磁性傳感器、極化繼電器、溫度和壓力控制器3、移動電話蜂鳴器、助聽器、受話器、

8、微型揚(yáng)聲器4、汽車點火啟動器、汽車和摩托車?yán)锍瘫?、永磁電機(jī)、吸 附器件等五、普遍應(yīng)用于要求穩(wěn)固性高的航空、航天、軍事裝置等 領(lǐng)域四、鐵氧體鐵氧體的特點：1采用粉末冶金方式生產(chǎn)、剩磁較低，回答磁導(dǎo)磁率小。2矯頑力較大，抗去磁能力較強(qiáng)，特別適宜于用作動態(tài)工作條件的磁路結(jié)構(gòu)。3材質(zhì)硬且脆，能夠用于金剛砂工具進(jìn)行切割加工。4主要原材料是氧化物，故不易侵蝕。5 工作溫度：一 40C 至+20CTCo又分為各項異性（異方性）及各項同性（等向性）等向性 燒結(jié)鐵氧體永磁材料的磁性能較弱，但可在磁體的不同方向充 磁；異方性燒結(jié)鐵氧體永磁材料擁有較強(qiáng)的磁性能，但只能沿 著 磁體的預(yù)定充磁方向充磁。鐵氧體用途：1用

9、于揚(yáng)聲器，拾音器、錄音器等2應(yīng)用于汽車電機(jī)：雨刷，啟動，暖風(fēng)，燃油泵，及坐 椅電 機(jī)等3應(yīng)用于健身車磁控、按摩椅、自動控制、微波器件、雷達(dá) 和醫(yī)療器械等。4也適用于制作儀器、儀表、微電機(jī)、電聲、器件、復(fù)印機(jī)、磁傳動裝置等。五、侈鉆磁鐵侈鉆磁鐵的特點：侈鉆磁鐵又稱侈鉆磁鋼，或稱侈鉆永久磁鐵，具有較高的 磁能積，極低的溫度系系數(shù)，其利用溫度可高達(dá)350 Co有很強(qiáng) 的抗侵蝕性和抗氧化性，通常不作電鍍等。侈鉆磁鐵的用途：應(yīng)用在馬達(dá)、儀表、傳感器、冰箱、發(fā)動機(jī)、磁選機(jī)、石 油化工等高科技領(lǐng)域六、納米材料納米磁性材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料，其原因是關(guān) 聯(lián)于與磁相關(guān)的特征物理長度恰益處于納米量級，例如：磁單疇 尺寸，超順磁性臨界尺寸，互換作用長度，和電于平 均自由路程 等大致處于1-lOOnm量級，當(dāng)磁性體的尺寸與這些特征物理長 度相那時，就會呈現(xiàn)反常的磁學(xué)性質(zhì)。軟磁材料的進(jìn)展經(jīng)歷了晶態(tài)、非晶態(tài)、納米微晶態(tài)的歷程。納米做晶金屬軟磁材料具有十分優(yōu)良的性能，高磁導(dǎo)率，低 損耗、高飽和磁化強(qiáng)度，己應(yīng)用于開關(guān)電源、變壓器。傳 感器 等，可實現(xiàn)器件小型化、輕型化、高頻化和多功能化，最近幾年 來進(jìn)展十分迅速。磁電子納米結(jié)構(gòu)器件是20世紀(jì)末最具有影響力的重大 功 效。除巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭、M