第四章磁性能2014

第四章材料的磁性能4.1磁學(xué)基本量及磁性分類(lèi)4.2鐵磁性和亞鐵磁性材料的特性4.3磁性材料的自發(fā)磁化和技術(shù)磁化4.4磁性材料的動(dòng)態(tài)特性4.5磁性材料4.6信息存儲(chǔ)磁性材料4.7磁性測(cè)量與應(yīng)用(1)精密合金牌號(hào)采用阿拉伯?dāng)?shù)字與漢語(yǔ)拼音字母相結(jié)合的方法表示。(2)以字母“J”(“精”字漢語(yǔ)拼音“jing"的第一個(gè)字母)與其前面的數(shù)字表示精密合金的類(lèi)別。即：

1J—軟磁合金4J—膨脹合金

2J—變形永磁合金

5J—熱雙金屬

3J—彈性合金

6J—精密電阻合金(3)字母“J”后第一、二位數(shù)字表示不同合金牌號(hào)(熱雙金屬例外)的序號(hào)。序號(hào)從01開(kāi)始，可編到99。精密合金牌號(hào)4.1磁學(xué)基本量及磁性分類(lèi)4.1.1磁學(xué)基本量1、磁極一根棒狀磁鐵，均有兩個(gè)磁極(N極和S極)；磁極之間有相互作用力：同性相斥，異性相吸；當(dāng)兩磁極的強(qiáng)度為m1和m2時(shí)，且距離為r時(shí)，磁極間的作用力為m1、m2

：wb(韋伯)

2、磁距一環(huán)形電流的磁矩定義為：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，磁矩m所受的力矩為：靜磁能：磁矩與外磁場(chǎng)的作用能。一根長(zhǎng)為l(m)，極強(qiáng)為m(wb)的棒狀磁鐵產(chǎn)生的磁矩。方向：由S→N極m方向：右手定則3、磁化強(qiáng)度M磁體單位體積中微觀磁矩的向量和.M=∑m

/V(A/m)設(shè)一個(gè)宏觀磁體由許多具有固有磁矩的原子組成，當(dāng)原子磁矩紊亂排列時(shí)，宏觀磁體對(duì)外不顯示磁性。

在外磁場(chǎng)作用下當(dāng)原子磁矩同向平行排列時(shí)，宏觀磁體對(duì)外顯示磁性最強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為材料被磁化。4、磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）磁體中單位面積中通過(guò)的磁力線數(shù)。單位:T（特斯拉）B=μ0M+μ0H=μ0(M+H)自由空間磁場(chǎng)(在物質(zhì)內(nèi)部的外磁場(chǎng))；材料由于磁化引起的附加磁場(chǎng)。材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度由兩部分疊加而成：5、磁場(chǎng)強(qiáng)度根據(jù)產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式，有兩種表達(dá)式：電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)一個(gè)每米有N匝線圈，通以電流強(qiáng)度為i(A)的無(wú)限長(zhǎng)螺線管軸線中央的磁場(chǎng)強(qiáng)度。H=Ni（A/M)磁鐵在其周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)極強(qiáng)為m1的磁極，在距離r處產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度是單位極強(qiáng)(m2=1wb)在該處所受到的作用力磁性材料的磁導(dǎo)率定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比：

μ=B/H

μ0

:真空磁導(dǎo)率，4π×10-7

H/m

;

μ:絕對(duì)磁導(dǎo)率，μr:相對(duì)磁導(dǎo)率μr=μ/μ0

磁化率定義為磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比,表示介質(zhì)在磁場(chǎng)中被磁化的程度。單位體積磁化率χ=M/H摩爾質(zhì)量磁化率χA=χV單位質(zhì)量磁化率χd=χ/d6、磁導(dǎo)率和磁化率μr=1+χ

真空

空氣

鉑

鋁

鈉

氧

汞

銀

銅

碳(金剛石)

鉛

巖鹽

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))

20o

20o

20o

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))

20o

20o

20o

20o

20o

20o1

1.00000004

1.00026

1.000022

1.0000072

1.0000019

0.999971

0.999974

0.99990

0.999979

0.999982

0.9999860

0.04

26

2.2

0.72

0.19

-2.9

-2.6

-1.0

-2.1

-1.8

-1.4物質(zhì)溫度(20oC）

μrχ×1054.1.2磁性物質(zhì)分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)的磁化率，可把物質(zhì)的磁性大致分為五類(lèi)：1、抗磁體：磁化率χ為甚小的負(fù)數(shù)，大約在10-6量級(jí)?！敖?jīng)典”抗磁體：磁化率與溫度無(wú)關(guān)Au、Ag、Cu、Hg、Zn反?？勾朋w：磁化率隨溫度變化，且大小是前者的10~100倍。Bi、Ga、Sb、Sn、InＭＨ鐵磁性材料亞鐵磁性材料順磁性材料反鐵磁性材料抗磁性材料4.1.2磁性物質(zhì)分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)的磁化率，可把物質(zhì)的磁性大致分為五類(lèi)：2、順磁體：磁化率χ為正值，約為10-3~10-6。在磁場(chǎng)中受到微弱吸引力。正常順磁體：反常順磁體：磁化率與溫度無(wú)關(guān)Li、Na、K、RbＭ鐵磁性材料亞鐵磁性材料順磁性材料反鐵磁性材料抗磁性材料ＨPt、Pd、稀土金屬Ｍ鐵磁性材料亞鐵磁性材料順磁性材料反鐵磁性材料抗磁性材料Ｈ4.1.2磁性物質(zhì)分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)的磁化率，可把物質(zhì)的磁性大致分為五類(lèi)：3、鐵磁體：χ位很大的正數(shù)，與磁場(chǎng)呈非線性關(guān)系。在較弱的磁場(chǎng)下，能產(chǎn)生很大的磁化強(qiáng)度。Fe、Co、Ni、Nd2Fe14BＭ鐵磁性材料亞鐵磁性材料順磁性材料反鐵磁性材料抗磁性材料Ｈ4.1.2磁性物質(zhì)分類(lèi)根據(jù)物質(zhì)的磁化率，可把物質(zhì)的磁性大致分為五類(lèi)：4、亞鐵磁體：χ較鐵磁體略小。

Fe3O4，鐵氧體5、反鐵磁體：χ是小的正數(shù)，在溫度較低時(shí)，

χ與磁場(chǎng)取向有關(guān)，高于這個(gè)溫度，是順磁體。α–Mn，Cr，NiO，MnO4.1.3原子本征磁矩、順磁性和抗磁性1、原子本征磁矩材料的磁性來(lái)源：原子磁矩原子磁矩電子軌道磁矩電子自旋磁矩原子核磁矩對(duì)于物質(zhì)中的分子，任一個(gè)電子都同時(shí)參與環(huán)繞原子核的軌道運(yùn)動(dòng)和電子本身的自旋，這兩種運(yùn)動(dòng)都能產(chǎn)生磁效應(yīng)。電子軌道磁矩ω：電子繞核運(yùn)動(dòng)的角速度

L：電子軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量的大小電子軌道磁矩在外磁場(chǎng)方向上的投影滿(mǎn)足量子化條件：μB：波爾磁子，9.273×10-24J/T電子自旋磁矩mSZ=±μB

符號(hào)取決于電子自旋方向2、抗磁性抗磁性來(lái)源于電子軌道運(yùn)動(dòng)。所有物質(zhì)均有抗磁性。凡是電子殼層被填滿(mǎn)了的物質(zhì)均屬于抗磁性物質(zhì)。惰性氣體：離子型固體：NaClNa+Cl-共價(jià)鍵：CSiGePS大部分有機(jī)物部分金屬3、順磁性來(lái)源于原子的固有磁矩。產(chǎn)生順磁性的條件是原子的固有磁矩不為零（1）具有奇數(shù)個(gè)電子的原子或點(diǎn)缺陷（2）內(nèi)殼層未被填滿(mǎn)的原子或離子。例如過(guò)渡族金屬和稀土族金屬。大多數(shù)物質(zhì)屬于順磁性物質(zhì)。例如：室溫下的稀土金屬居里點(diǎn)以上Fe、Co、Ni。

Li、Na、K、Ti、Al4.2鐵磁性和亞鐵磁性材料的特性4.2.1磁化曲線（1）B隨H呈線性地緩慢增長(zhǎng)，可逆疇壁移動(dòng)過(guò)程。（2）B隨H急劇增長(zhǎng)，不可逆疇壁移動(dòng)過(guò)程的巴克豪森（Barkhausen）跳躍。（3）B的增長(zhǎng)趨于緩慢。磁疇的磁化矢量已轉(zhuǎn)到最接近H方向，B的增長(zhǎng)主要靠可逆轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）磁化曲線極平緩地趨近于水平線而達(dá)到飽和狀態(tài)。4.2鐵磁性和亞鐵磁性材料的特性4.2.1磁化曲線BsMs

相當(dāng)于磁化曲線起始部分的斜率；技術(shù)上規(guī)定在0.1-0.001Oe磁場(chǎng)的磁導(dǎo)率為μi；軟磁材料作為磁傳感時(shí)的重要技術(shù)參量。起始磁導(dǎo)率：磁化曲線中斜率最大的值；軟磁材料做為磁芯部分的重要技術(shù)參量。最大磁導(dǎo)率：μm4.2.2磁滯回線23456BHO磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱(chēng)為磁滯性。如圖為磁性物質(zhì)的滯回曲線。剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br矯頑磁力Hc退磁曲線磁滯損耗4.2.3磁晶各向異性和各向異性能單晶體的不同方向上，磁性能是不同的。磁化功磁晶各向異性常數(shù)對(duì)于立方晶體，設(shè)α、β、γ分別是磁化強(qiáng)度與三個(gè)晶軸方向所成夾角的方向余弦，即鐵在20℃時(shí)的值約為4.2×104J/m3，鈷的值為4.1×105J/m3，鎳的值為-0.34×104J/m3。K1為晶體各向異性能常數(shù)。4.2.4鐵磁體的形狀各向異性和退磁能鐵磁體在磁場(chǎng)中的能量為靜磁能，包括鐵磁體與外磁場(chǎng)的相互作用能；鐵磁體在自身退磁場(chǎng)中的能量，稱(chēng)為退磁能。鐵磁體的形狀不同，其退磁能不同，導(dǎo)致磁化形為不同，稱(chēng)為形狀各向異性。

當(dāng)鐵磁體表面出現(xiàn)磁極后，除在鐵磁周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)外，在鐵磁體內(nèi)部也產(chǎn)生磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)與鐵磁體的磁化方向相反，起到退磁作用，稱(chēng)為退磁場(chǎng)。N：退磁因子與鐵磁體形狀有關(guān)。

退磁場(chǎng)與磁化強(qiáng)度成正比；退磁場(chǎng)與鐵磁體形狀有關(guān)；負(fù)號(hào)表示退磁場(chǎng)方向與磁化強(qiáng)度相反。SNHdH鐵磁體的退磁場(chǎng)鐵磁體與自身退磁場(chǎng)的相互作用能稱(chēng)為退磁場(chǎng)能4.2.5磁致伸縮與磁彈性能磁致伸縮：鐵磁體在磁場(chǎng)中磁化，因其形狀和尺寸變化。磁致伸縮系數(shù)：飽和磁致伸縮系數(shù)：正磁致伸縮負(fù)磁致伸縮磁致伸縮系數(shù)λs

10-6～10-3之間單晶體磁致伸縮具有各向異性。立方晶體平均磁致伸縮系數(shù)：非取向多晶體的磁致伸縮等于不同取向晶粒的磁致伸縮的平均值。體積磁致伸縮系數(shù)

設(shè)鐵磁本原來(lái)的體積為Vo，磁化后體積為V，體積的相對(duì)變化為體積磁致伸縮系數(shù)除因瓦合金以外，一般鐵磁體的ω在10-8～10-10，很小，可忽略；磁化場(chǎng)小于飽和磁化場(chǎng)Hs時(shí)，只有線磁致伸縮。磁彈性能：物體在磁化時(shí)要伸長(zhǎng)（收縮），若受到限制，則在物體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力（拉應(yīng)力）。這樣物體內(nèi)部將產(chǎn)生彈性能，稱(chēng)為磁彈性能。對(duì)于多晶體，單位體積內(nèi)的磁彈性能：4.3磁性材料的自發(fā)磁化與技術(shù)磁化1907年，法國(guó)，外斯，鐵磁性假說(shuō)鐵磁物質(zhì)內(nèi)部存在很強(qiáng)的“分子場(chǎng)”，在“分子場(chǎng)”的作用下，原子磁矩趨向于平行排列，即自發(fā)磁化至飽和，稱(chēng)為自發(fā)磁化；鐵磁體自發(fā)磁化分成若干個(gè)小區(qū)域（磁疇），由于各區(qū)域磁化方向不一致，其磁性彼此相互抵消，所以大塊磁體對(duì)外不顯示磁性。4.3.1自發(fā)磁化理論鐵磁性材料的磁性是自發(fā)產(chǎn)生的。磁化過(guò)程只不過(guò)是將物質(zhì)本身的磁性顯示出來(lái)，而不是由外界向物質(zhì)提供磁性的過(guò)程。1、鐵磁性產(chǎn)生的原因（1）原子內(nèi)部有未填滿(mǎn)的電子殼層（2）交換積分A為正。

原子之間相互接近形成分子時(shí)，電子云相互重疊，產(chǎn)生相互作用。對(duì)于過(guò)渡族元素，原子的3d狀態(tài)與s態(tài)能量相差不大。它們的電子云相互重疊，使s、d態(tài)電子再分配，這種作用便產(chǎn)生一種交換能Eex。由量子力學(xué)得到:A：交換積分常數(shù)θ：相鄰原子磁矩夾角A>0：相鄰原子磁矩排列相同，從而實(shí)現(xiàn)自發(fā)磁化；A＝0：相鄰原子磁矩排列紊亂，為順磁；A<0：相鄰原子磁矩反向排列。A>0A＝0A<0只有當(dāng)原子核之間的距離Rab(點(diǎn)陣常數(shù))與參加交換作用的電子距核的距離(電子殼層半徑)r之比大于3時(shí)，A為正。交換積分常數(shù)的影響因素電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波函數(shù)；原子核之間的距離。A為負(fù)值的元素可通過(guò)合金化，改變點(diǎn)陣常數(shù)，使A>0。溫度高于居里溫度時(shí)，完全破壞了原子磁矩的規(guī)則取向，鐵磁性變?yōu)轫槾判?。溫度?duì)鐵磁性的影響自發(fā)磁化強(qiáng)度降低當(dāng)溫度升高時(shí)原子間距加大，降低了交換作用。熱運(yùn)動(dòng)不斷破壞原子磁矩的規(guī)則取向。2、反鐵磁性與亞鐵磁性反鐵磁性：Ａ＜０，原子磁矩反向平行排列是能量最低。相鄰原子磁矩相等，由于原子磁矩反向平行排列自發(fā)磁化強(qiáng)度等于零。反鐵磁性物質(zhì)磁化率與溫度關(guān)系

以氧化錳(MnO)為例，它是離子型陶瓷材料，由Mn2+和O2-離子組成。O2-離子沒(méi)有凈磁矩，因?yàn)槠潆娮拥淖孕啪睾蛙壍来啪厝紝?duì)消了；Mn2+離子有未成對(duì)3d電子貢獻(xiàn)的凈磁矩。在MnO晶體結(jié)構(gòu)中，相鄰Mn2+離子的磁矩都成反向平行排列，結(jié)果磁矩相互對(duì)消，整個(gè)固體材料的總磁矩為零。亞鐵磁性由磁矩大小不同的兩種離子或原子構(gòu)成，向同磁性的離子磁矩平行排列，不同磁性的離子磁矩反向平行排列。由于兩種磁矩不等，反向平行的磁矩不能相互抵消，表現(xiàn)為宏觀磁矩，這就是亞鐵磁性。具有亞鐵磁性的物質(zhì)大部分是金屬氧化物。以立方鐵氧體為例說(shuō)明亞鐵磁性的本質(zhì)立方鐵氧體的化學(xué)式MFe2O4，其中的M為某種金屬元素磁鐵礦Fe3O4就是一種亞鐵磁體Fe3O4可以寫(xiě)成Fe2+O2--(Fe3+)2(O2-)3其中二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子的比例為1:2每個(gè)Fe2+和Fe3+都具有凈自旋磁矩，分別為4和5O2-是無(wú)磁矩的鐵磁性反鐵磁性亞鐵磁性3、磁疇所謂磁疇，是指磁性材料內(nèi)部的一個(gè)個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)包含大量原子，這些原子的磁矩都象一個(gè)個(gè)小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同。自發(fā)磁化是以小區(qū)域磁疇存在的，各磁疇的磁化方向不同。外斯假說(shuō)宏觀物體一般總是具有很多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結(jié)果相互抵消，矢量和為零，整個(gè)物體的磁矩為零，它也就不能吸引其它磁性材料。也就是說(shuō)磁性材料在正常情況下并不對(duì)外顯示磁性。只有當(dāng)磁性材料被磁化以后，它才能對(duì)外顯示出磁性。各個(gè)磁疇之間的交界面稱(chēng)為磁疇壁。布洛赫(Bloch)疇壁：在整個(gè)磁疇壁中，原子磁矩均平行于疇壁平面，這種疇壁叫布洛赫壁。磁疇壁是一個(gè)有一定厚度的過(guò)渡層，在過(guò)渡層中磁矩方向逐漸改變。疇壁內(nèi)部能量高于疇內(nèi)的能量。疇壁結(jié)構(gòu)受交換能、各向異性能、磁彈性能、磁疇壁能、退磁能的影響減小退磁能是分疇的基本動(dòng)力。交換能傾向于產(chǎn)生單疇結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生單疇之后，其端面處產(chǎn)生磁極，從而增加退磁場(chǎng)能。磁疇的形成磁性體中自由能的影響交換能與退磁場(chǎng)能兩個(gè)不同的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，使單疇分割成小磁疇。原子磁矩之間有一定相互取向，即交換能相對(duì)于磁疇內(nèi)部升高。可以證明，逐漸轉(zhuǎn)向比突然轉(zhuǎn)向的交換能小。所以，疇壁的厚度越大，可降低壁的交換能。原子磁矩的逐漸轉(zhuǎn)向，使原子磁矩偏離易磁化方向，導(dǎo)致磁晶各向異性能增加。所以，磁晶各向異性能傾向于使疇壁變薄。夾雜處磁通的連續(xù)性遭到破壞，出現(xiàn)磁極和退磁場(chǎng)能。為減少退磁場(chǎng)能，往往在夾雜物附近出現(xiàn)附加疇，出現(xiàn)分疇現(xiàn)象。組織不均勻性的影響

一般不均勻性不僅導(dǎo)致進(jìn)一步分疇，且疇壁切割不均勻區(qū)域，這是因?yàn)閵A雜物、應(yīng)力、空洞新的疇壁切割不均勻區(qū)域，可以降低疇壁的有效面積。4.3.2技術(shù)磁化理論技術(shù)磁化過(guò)程就是外加磁場(chǎng)對(duì)磁疇的作用過(guò)程。也就是外加磁場(chǎng)把各個(gè)磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)到外加磁場(chǎng)方向的過(guò)程。技術(shù)磁化的兩種方式：一是磁疇壁的遷移，二是磁疇的旋轉(zhuǎn)。磁化曲線和磁滯回線是技術(shù)磁化的結(jié)果4.3.2.1技術(shù)磁化本質(zhì)第I部分（0A):可逆磁化過(guò)程。磁化曲線是線性的，沒(méi)有剩磁和磁滯。對(duì)應(yīng)可逆壁移和磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)。第II部分（AB）:不可逆磁化階段，出現(xiàn)剩磁和磁滯，對(duì)應(yīng)不可逆壁移和磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)。第Ⅲ部分（BC段）:磁疇中磁化強(qiáng)度矢量的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，對(duì)應(yīng)磁矩不可逆轉(zhuǎn)動(dòng)。4.3.2.2影響合金鐵磁性和亞鐵磁性的因素居里溫度：當(dāng)溫度高于某臨界溫度時(shí)，材料從鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，這一溫度稱(chēng)為居里溫度。1、溫度鐵磁性補(bǔ)償溫度2、加工硬化加工硬化點(diǎn)陣扭曲晶粒破碎內(nèi)應(yīng)力增加不利于磁化和去磁過(guò)程戈斯（Goss）織構(gòu)在冷軋單取向硅鋼帶中，晶粒整齊一致地排列成高斯(GOSS)織構(gòu)，如圖3-16示意，晶體的(110)面與軋制平面平行，易磁化的[001]軸在軋制方向上。垂直于軋制方向的是難磁化的[110]軸。最難磁化的[111]軸與軋制方向成54.79角。

3、合金元素量的影響1J22Co49~51%，V1.4~1.8%Bs=2.2TNi78%，坡莫合金Ni30%α→γMS：

Fe3C含量增加導(dǎo)致MS下降。同一含碳量，殘余奧氏體導(dǎo)致淬火態(tài)的Ms低于退火態(tài)。HC：隨含碳量增加而增加，與Fe3C含量有關(guān)，而且與組織形態(tài)有關(guān)。淬火態(tài)具有較高內(nèi)應(yīng)力，因而具有較高HC。4.4磁性材料的動(dòng)態(tài)特性4.4.1交流磁化過(guò)程與交流回線交流磁化曲線Bm—Hm曲線極限交流回線動(dòng)態(tài)磁滯回線特點(diǎn)：（1）交流回線形狀除與磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)外，還與磁場(chǎng)變化的頻率f和波形有關(guān)；（2）在一定頻率下，交流幅值磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減少時(shí)，交流回線逐漸趨于橢圓形狀；（3）當(dāng)頻率升高時(shí)，呈現(xiàn)橢圓回線的磁場(chǎng)強(qiáng)度的范圍會(huì)擴(kuò)大，且各磁場(chǎng)強(qiáng)度回線下的矩形比Bra/Bmt會(huì)升高。損耗：軟磁材料磁化一周總的能量損耗W，由渦流損耗，磁滯損耗Wh和剩余損耗Wr三部分組成，通常以每公斤材料損耗的功率表示，即:W=We+Wh+Wr

We：在交變磁化條件下，材料垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)產(chǎn)生的渦流引起發(fā)熱產(chǎn)生的損耗。循環(huán)磁化一周的渦流損耗與材料的電阻率、厚度D、磁感變化幅度Bm關(guān)系如下:

We∝D2Bm2/ρ

Wh：在循環(huán)磁化條件下，材料每循環(huán)磁化一周所消耗的能量，它也以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，其大小與磁滯回線的面積呈正比。Wr

：從總損耗中扣除渦流損耗和磁滯損耗所剩的部分4.4.2磁損耗4.5磁性材料按矯頑力分類(lèi)軟磁材料半硬磁材料硬（永）磁材料Hc<100A/m(1.25Oe)Hc:100～1000A/m(1.25～12.5Oe)Hc>1000A/m(12.5Oe)按用途分類(lèi)鐵芯材料磁記錄材料磁頭材料磁致伸縮材料磁屏蔽材料變壓器、繼電器錄音機(jī)通訊儀器、電器磁帶、磁盤(pán)傳感器磁性材料分類(lèi)4.5.1軟磁材料用途：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵、各類(lèi)繼電器與電感、電抗器的鐵心；磁頭與磁記錄介質(zhì)；計(jì)算機(jī)磁心等。要求：高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的最大磁導(dǎo)率、高的居里溫度和低的損耗。分類(lèi)：高磁飽和材料，中磁飽和中導(dǎo)磁材料，高導(dǎo)磁材料，高硬度、高電阻、高導(dǎo)磁材料，矩磁材料，恒磁導(dǎo)率材料，磁溫度補(bǔ)償材料，磁致伸縮材料。軟磁材料特點(diǎn)具有較高的磁導(dǎo)率和較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度；較小的矯頑力（矯頑力很小，即磁場(chǎng)的方向和大小發(fā)生變化時(shí)磁疇壁很容易運(yùn)動(dòng)）和較低磁滯損耗，磁滯回線很窄；在磁場(chǎng)作用下非常容易磁化；取消磁場(chǎng)后很容易退磁化

象軟鐵、坡莫合金、硒鋼片、鐵鋁合金、鐵鎳合金等。由于軟磁材料磁滯損耗小，適合用在交變磁場(chǎng)中，如變壓器鐵芯、繼電器、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、定子都是用軟件磁性材料制成。組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系材料均勻性對(duì)矯頑力、磁導(dǎo)率、損耗的影響各向異性對(duì)初始磁導(dǎo)率的影響采用高純?cè)?%Mo-79%Ni-17%Fe（1J79）非晶合金4.5.2硬磁材料分類(lèi)：強(qiáng)磁性來(lái)源金屬永磁鐵氧體永磁制造工藝鑄造永磁可加工永磁燒結(jié)永磁粘結(jié)永磁磁硬化機(jī)制淬火硬化時(shí)效析出硬化有序硬化單疇微粉化學(xué)成分：碳鋼Ｗ鋼、Co鋼、Cr鋼、Mn鋼

Fe—Co鋼

Fe—Co—MoFe—Co—WFe—Co—NiRCo5R2Co17Nd—Fe—B磁鐵在氣隙空間所建立的磁能量密度。永磁體均在開(kāi)路狀態(tài)下使用，作為磁場(chǎng)源或動(dòng)作源。主要作用是在磁鐵的兩磁極空間(或稱(chēng)空氣隙)產(chǎn)生磁場(chǎng)Hg。Hg=(BdHdVd/μ0Vg)1/2

式中Vd、Bd和Hd分別是磁鐵的體積、磁感強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，Vg、Hg是氣隙的體積和磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁場(chǎng)強(qiáng)度（Hg）除與磁體的體積及氣隙體積有關(guān)外，主要取決于磁體的磁能積（BH）。最大磁能積（BH）max:退磁曲線上磁能積最大的一點(diǎn)，工程應(yīng)用中通常將(BH)max稱(chēng)為磁能積。磁能積（BH）對(duì)通常的永磁體的應(yīng)用而言，Hg越大越好。因此在設(shè)計(jì)磁鐵時(shí)，應(yīng)使其工作點(diǎn)在圖中的D點(diǎn)附近。同時(shí)、(BH)max越大，Hg也越大。(BH)max越高，所需要的磁體體積就越小(BH)max的大小取決于磁感矯頑力Hc、剩磁Br和隆起系數(shù)γ，即:(BH)max=γ·Br·HCB

硬磁材料特點(diǎn)：具有較大的矯頑力，典型值Hc＝104～106A/m；磁滯回線較粗，具有較高的最大磁能積(BH)max；剩磁很大；這種材料充磁后不易退磁，適合做永久磁鐵。4.5.2.2稀土永磁合金稀土永磁合金是稀土元素和3d族元素組成的金屬間化合物。它具有大的磁晶各向異性常數(shù)、高飽和磁化強(qiáng)度和居里溫度。釓二十世紀(jì)八十年代稱(chēng)為第三代稀土永磁材料。

稀土永磁合金Re-Co永磁稀土Co永磁鐵基稀土永磁型Nd2Fe14B合金為代表的Re-Fe-B系永磁材料1:5型Re-Co磁體SmCo5單相與多相合金二十世紀(jì)六十年代；第一代稀土永磁2:17型Re-Co磁體Sm2Co17基合金二十世紀(jì)七十年代;第二代稀土永磁性能ReCo5Re2Co17NdFeB型Br(T)0.88-0.921.08-1.121.18-1.25HCB(kA/m)680-720480-544760-920Hci

(kA/m)960-1280496-560800-1040(BH)max(kJ/m3)152-168232-248264-288各類(lèi)稀土永磁材料的性能比較