電工材料3-1課件

第三章磁性材料及其普遍性隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已揭示出一切物質(zhì)都具有磁性，任何空間均存在磁場(chǎng)。磁性在生產(chǎn)和技術(shù)、科研和國防、以及家庭生活中有廣泛的應(yīng)用。

磁性材料，是古老而用途十分廣泛的功能材料，而物質(zhì)的磁性早在3000年以前就被人們所認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，例如中國古代用天然磁鐵作為指南針?，F(xiàn)代磁性材料已經(jīng)廣泛的用在我們的生活之中，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(chǔ)器使用的磁光盤，計(jì)算機(jī)用磁記錄軟盤等。可以說，磁性材料與信息化、自動(dòng)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)。而通常認(rèn)為，磁性材料是指由過度元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。。磁性材料的應(yīng)用很廣泛,可用于電聲、電信、電表、電機(jī)中,還可作記憶元件、微波元件等。可用于記錄語言、音樂、圖像信息的磁帶、計(jì)算機(jī)的磁性存儲(chǔ)設(shè)備、乘客乘車的憑證和票價(jià)結(jié)算的磁性卡等。磁懸浮列車

3-1概述一、磁性材料的基本特性和分類二、磁性材料的特性曲線三、影響磁性能的外在因素二、磁性材料的特性曲線磁性材料的特性曲線是指磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間的曲線，簡(jiǎn)稱B-H曲線。工程上常用磁化曲線和磁滯回線等特性曲線來反映磁性材料的基本性能。1.起始磁化曲線P602.磁滯回線P60二、磁性材料的特性曲線磁滯：剩磁：矯頑力：磁滯損耗：磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。鐵損：鐵損主要包括磁滯損耗和渦流損耗3.基本磁化曲線P60基本磁化曲線是軟磁材料確定工作點(diǎn)的重要依據(jù)。二、磁性材料的特性曲線4.退磁曲線磁積能：退磁曲線最大磁能積(BH)max不同形狀對(duì)應(yīng)退磁場(chǎng)不同，磁能積不同。磁致伸縮材料的應(yīng)用一、磁致伸縮材料的應(yīng)用基礎(chǔ)（1）磁致伸縮效應(yīng)(Joule效應(yīng))制作磁致伸縮制動(dòng)器（2）磁致伸縮逆效應(yīng)(Villari效應(yīng))制作磁致伸縮傳感器（3）E效應(yīng)：磁致伸縮材料由于磁化狀態(tài)的改變而引起自身?xiàng)钍夏Ａ堪l(fā)生變化的現(xiàn)象，可用于聲延遲線。（4）魏德曼效應(yīng)(Viedemann效應(yīng))：在磁性體上形成適當(dāng)?shù)拇怕罚?dāng)有電流通過時(shí)，磁性體發(fā)生扭曲變形的現(xiàn)象，可用于扭轉(zhuǎn)馬達(dá)。（5）魏德曼逆效應(yīng)(Anti-Viedeman效應(yīng))：使圓管狀磁致伸縮材料沿管軸發(fā)生周向扭曲，同時(shí)沿軸向施加交變磁場(chǎng)，則沿圓周出現(xiàn)交變磁化的現(xiàn)象，可用于扭轉(zhuǎn)傳感器。二、聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用1、聲納系統(tǒng)電磁波常被用于通訊和探測(cè)等方面。但在水下它因衰減過快而無法利用，于是人們利用聲波及超聲波訊號(hào)來進(jìn)行水下通訊、探測(cè)、遙控等工作，聲納就成為潛艇的口、眼。早先采用的都是壓電材料，但它們有以下缺點(diǎn)：(1)機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)低，輸出功率低；(2)響應(yīng)頻率高，信號(hào)在水下衰減快、傳輸距離小；(3)在數(shù)千伏的高壓下工作，安全性差。自從大應(yīng)變和低響應(yīng)頻率的REFe2壓磁材料出現(xiàn)以來，聲納性能大大改善，海底探測(cè)距離已達(dá)到數(shù)千公里。應(yīng)用領(lǐng)域：海底通訊、海底測(cè)繪、海洋捕撈、礦藏勘探、油井測(cè)探、超聲鄰近傳感器、超聲焊接、超聲無損探傷、超聲全息攝像、超聲體外排石等等。三、力學(xué)傳感領(lǐng)域1、靜應(yīng)力傳感領(lǐng)域利用應(yīng)變導(dǎo)致磁特性的變化從而輸出電壓發(fā)生變化的現(xiàn)象，用于磁應(yīng)變傳感器檢測(cè)料斗的料位。把測(cè)力器放在料斗支持部位，與負(fù)載成比例的輸出電壓經(jīng)放大比較后自動(dòng)觸發(fā)上/下限位開關(guān)從而實(shí)現(xiàn)料位的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制。2、振動(dòng)、沖擊應(yīng)力傳感器領(lǐng)域在機(jī)器人領(lǐng)域，通常的磁致伸縮器件原型有3種。以c為例，當(dāng)處于受力狀態(tài)時(shí)，x方向和y方向的磁場(chǎng)不再均勻分