铁磁性(ferromagnetism).ppt

§10-7 铁磁性(ferromagnetism) 一、自发磁化强度(spontaneous magnetization) 铁磁晶体相邻两个原子之间存在着交换作用， 致使它们的磁矩平行排列，在一定温度以下，热 运动不足以破坏这种有序性 物质铁磁性不仅是原子或离子磁性反映，更是晶体中相邻原子或离子之间相互作用的反映 交换作用使铁磁质内部一定范围的原子或离子磁矩平行排列，无外磁场作用时，宏观体积内已具有一定的磁化强度，为铁磁质的自发磁化强度 不同的铁磁质具有不同的自发磁化强度 1二、居里温度 (Curie temperature) 温度超过某一临界温度时，交换作用不足以克服热运动作用，铁磁质自发磁化强度将消失这 个临界温度称为铁磁质的居里温度或居里点 铁的居里温度是770℃, 铁硅合金的690℃等铁磁质处于居里温度以上铁磁性转变为顺磁性 三、铁磁体内的磁畴(magnetic domain)结构在无外磁场作用时自发分裂为很 多小区域称为磁畴每个小区域内 原子或离子磁矩平行排列，而各磁 畴取向平均抵消，能量最低，因而 整个铁磁体对外不显示磁性 2铁磁体将通过两种途径实现磁化磁场较低时，与外磁场方向相同或相近的磁畴体积将增大，与外磁场方向相反或夹角接近 180的磁畴体积将缩小；磁场较高时，每个磁畴将作为一个整体转到外磁场方向。

如果磁化达到饱和后再撤除外磁场，铁磁体将重新分裂为很多磁畴，但每个磁畴状况和磁化强度取向，并不恢复到原先没加外磁场的情形这就使铁磁质的磁化过程表现出不可逆性 磁畴的变化可用金相显微镜观测3四、磁滞现象 (magnetic hysteresis) 无外磁场作用时，如果铁磁体对外不显示磁性， 即M=0，这时铁磁体所处的状态称为退磁状态 M纵坐标H横坐标坐标系中原点O表示退磁状态 用Mr 表示剩余磁化强度；使铁磁体剩余磁化强度全部消失时所必须施加的反向磁场称为矫 顽力，常用Hc 表示 MHMsMrO饱和磁化强度用Ms 表示基本磁化曲线，通常不是直线，铁磁体的磁化率 m不是常量，是磁场强度H的函数4随着磁场强度的变化，铁磁体的磁状态沿着一闭合曲线变化，此闭合曲线就称为磁滞回线 参量B与H间的关系也表现为类似的闭合曲线铁磁体磁化过程的这种不可逆性，称为磁滞现象铁磁材料具有不同形状的磁滞回线，具有不同的应用1. 软磁材料：如硅钢、坡莫合金(一种铁镍合金)、锰锌铁氧体和镍锌铁氧体等 BHHc-Hc5特点：r 大，易磁化、易退磁(起始磁化率大) ，饱和磁感应强度大，矫顽力(Hc)小，磁滞回线 的面积窄而长，损耗小(HdB面积小)。

作变压器，还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒2. 作永久磁铁的硬磁材料：碳钢、铝镍钴、稀土钴、钕铁硼和钡铁氧体等矫顽力大(>102Am-1)剩磁大，磁滞回线的面积大，损耗大BHHc-Hc63.作存储记忆元件的矩磁材料:  三氧化二铁或二氧化铬粉层、坡莫合金薄膜和锂锰铁氧体等 Br=Bs ，Hc不大，磁滞回线是矩形当正脉冲产生，H> Hc使磁芯呈+B态，负脉冲产生，H< – Hc使磁芯呈– B态，可作为二进制的两个态还用于磁电式电表中的永磁铁，耳机中的永久磁铁，永磁扬声器计算机硬盘和软盘，录音、录像磁带等 BHHc-Hc75.磁屏蔽用软磁材料（如坡莫合金）做成的闭合空腔，由于空腔的磁导率比外界大得多，绝大部分磁感线从空腔壁内通过，而不会有外磁场进入腔内，达到磁屏蔽的目的把磁导率不同的磁介质放在磁场中，在介质交界面上磁场会发生突变，磁感应强度大小和方向都要发生变化而引起磁感线折射这时磁感线对界面法线的偏离很大，产生强烈的收缩4.微波磁材料：在微波波段使用的铁磁材料，不仅磁滞回线狭小，而且还必须具有很高的电阻率，镍锌铁氧体和钇铁氧体属于此类。