磁性材料期末復(fù)習(xí).doc

_一、名詞解釋磁矩：反映磁偶極子的磁性大小及方向的物理量，定義為磁偶極子等效的平面回路內(nèi)的電流和回路面積的乘積=i.s磁化強(qiáng)度:定義為單位體積內(nèi)磁偶極子具有的磁矩矢量和，是描述宏觀磁體磁性強(qiáng)弱的物理量磁場強(qiáng)度：單位正電荷在磁場中受到的力，用H表示磁極化強(qiáng)度：單位體積內(nèi)磁偶極矩的矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度:用來描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，大小等于垂直于磁場方向長度為1m，電流為1A的導(dǎo)線所受力的大??；可逆磁化：疇壁位移磁化過程中磁位能的降低和鐵磁體內(nèi)能的增加相等不可逆磁化：每個磁化狀態(tài)都處于亞穩(wěn)態(tài)且磁化狀態(tài)不隨時間改變 渦流損耗：導(dǎo)體在非均勻磁場中移動或處在隨時間變化的磁場中時，導(dǎo)體內(nèi)的感生的電流導(dǎo)致的能量損耗磁滯損耗 ： 鐵磁材料在磁化過程中由磁滯現(xiàn)象引起的能量損耗 交換作用：鐵磁性物質(zhì)中近鄰原子之間通過電子間的靜電交換作用實(shí)現(xiàn)的作用方式超交換作用 ：反磁性物質(zhì)中的磁性離子以隔在中間的非磁性離子為媒介實(shí)現(xiàn)的交換作用磁化曲線：表征磁感應(yīng)強(qiáng)度B，磁化強(qiáng)度M與磁場強(qiáng)度H之間的非線性關(guān)系的曲線磁滯回線：在外加磁場H從正的最大到負(fù)的最大，再回到正的最大這個過程中，M-H或B-H形成了一條閉合曲線，稱為磁滯回線磁化率：置于外磁場中的磁體，其磁化率為磁化強(qiáng)度M與外磁場強(qiáng)度H的比值，是表征磁體磁性強(qiáng)弱的一個參量磁導(dǎo)率：磁導(dǎo)率是表征磁體的磁性，導(dǎo)磁率及磁化難易程度的磁學(xué)量，是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與外磁場強(qiáng)度H的比值起始磁導(dǎo)率：磁中性化的磁性材料，當(dāng)磁場強(qiáng)度趨近于零時磁導(dǎo)率的極限值最大磁導(dǎo)率：對應(yīng)基本磁化曲線上各點(diǎn)磁導(dǎo)率的最大值退磁場：當(dāng)一個有限大小的樣品被外磁場磁化時，在他兩端的自由磁極所產(chǎn)生的一個與磁化強(qiáng)度方向相反的磁場稱為退磁場退磁場Hd的強(qiáng)度與磁體的強(qiáng)度及形狀有關(guān)，Hd=-NM退磁因子：僅與材料形狀有關(guān)的影響材料退磁場強(qiáng)度的參數(shù)鐵磁性：是指物質(zhì)中相鄰原子或離子的磁矩由于它們的相互作用而在某些區(qū)域中大致按同一方向排列，當(dāng)所施加的磁場強(qiáng)度增大時，這些區(qū)域的合磁矩定向排列程度會隨之增加到某一極限值的現(xiàn)象。反鐵磁性 ：在原子自旋（磁矩）受交換作用而呈現(xiàn)有序排列的磁性材料中，如果相鄰原子自旋間是受負(fù)的交換作用，自旋為反平行排列，則磁矩雖處于有序狀態(tài)（稱為序磁性），但總的凈磁矩在不受外場作用時仍為零。這種磁有序狀態(tài)稱為反鐵磁性。 磁譜：指鐵磁體在交變磁場中的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的實(shí)部和虛部 “隨頻率變化的關(guān)系曲線自發(fā)磁化 ：磁有序物質(zhì)在無外加磁場的情況下，由于近鄰原子間電子的交換作用或其他相互作用，使物質(zhì)中各原子的磁矩在一定空間范圍內(nèi)呈現(xiàn)有序排列而達(dá)到的磁化，稱為自發(fā)磁化 磁各向異性 ：單晶體的磁化曲線形狀與單晶體的晶軸方向有關(guān)，即磁性隨晶軸方向呈現(xiàn)各向異性磁疇:為降低表面退磁場能，改變自發(fā)磁化的分布狀態(tài)而在鐵磁體內(nèi)產(chǎn)生許多自發(fā)磁化區(qū)域，這樣的每一個磁化區(qū)域稱為磁疇單疇 ：具有強(qiáng)磁化強(qiáng)度的顆粒其自發(fā)磁化強(qiáng)度能隨著體積增大而迅速增大。而在某些非常小的顆粒中，這些電子自旋最終會定向排列，自發(fā)磁化強(qiáng)度取在一個磁化方向上，使得這種顆粒被均勻磁化，并被稱為單疇 動態(tài)磁滯回線：鐵磁材料的動態(tài)磁化特性曲線是指其在交變磁場磁化下，所得到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁化強(qiáng)度H之間的關(guān)系曲線。磁致伸縮 ：磁性材料由于磁化狀態(tài)的改變導(dǎo)致其長度和體積都發(fā)生微小形變的現(xiàn)象 布洛赫疇壁：磁化矢量從一個疇內(nèi)的方向過渡到相鄰磁疇內(nèi)的方向時磁化方向始終保持平行于磁疇平面，且疇壁面上無自由磁極出現(xiàn)，這種疇壁平面稱為布洛赫疇壁奈爾壁： 磁化矢量從一個疇內(nèi)的方向過渡到相鄰磁疇內(nèi)的方向時磁化方向始終保在磁疇平面內(nèi)，且疇壁面上無自由磁極出現(xiàn)，這種疇壁平面稱為奈爾壁 軟磁材料:矯頑力很低且容易受外加磁場磁化又容易退磁的磁性材料特點(diǎn)（1）高的初始磁導(dǎo)率i和最大磁導(dǎo)率max（2）低的矯頑力Hc（3）高飽和磁化強(qiáng)度Ms和低的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br（4）低鐵損，高電阻率以及低磁致伸縮系數(shù)硬磁材料 ：外加磁場后除去外磁場仍能保留較強(qiáng)磁性的一類磁性物質(zhì) 特點(diǎn)（1）高的剩余磁化強(qiáng)度Br（2）高矯頑力Hc（3）具有較高的最大磁能積（BH）max （4）良好的穩(wěn)定性居里溫度：磁矩的有序排列由于熱擾動被完全破壞時的溫度復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率：交變磁場中的為了描述磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場強(qiáng)度H間振幅和相位關(guān)系而引入的磁導(dǎo)率截止頻率 ： 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的實(shí)部下降到初始值的一半或者虛部達(dá)到極大值所對應(yīng)的頻率品質(zhì)因數(shù)：反映軟磁材料在交變磁化時能量的儲存與消耗的性能的參數(shù)，是軟磁材料復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率實(shí)部與虛部之比。順磁性：物質(zhì)在受到外磁場作用后，感生出與外磁場同向的磁化強(qiáng)度的現(xiàn)象超順磁性 ：超順磁性是指當(dāng)某些具有磁性的顆粒小于某個尺吋時，外場產(chǎn)生的磁取向力太小而無法抵抗熱騷動的干擾，而導(dǎo)致其磁化性質(zhì)與順磁體相似的現(xiàn)象。垂直磁記錄：記錄介質(zhì)中的剩磁方向平行于介質(zhì)平面，通常采用垂直磁頭與具有垂直磁各向異性的記錄介質(zhì)相組合的形式水平磁記錄：記錄介質(zhì)中的剩磁方向平行于介質(zhì)平面，通常采用環(huán)形磁頭與具有縱向磁各向異性的記錄介質(zhì)相組合的的形式磁性流體：是由直徑為納米量級的磁性固體顆粒、基載液以及表面活性劑三者混合而成的一種穩(wěn)定的膠狀液體。同時具有液體的流動性和固體磁性材料的磁性。磁電阻效應(yīng) ：在外磁場作用下磁性材料的電阻發(fā)生變化的現(xiàn)象 磁熱效應(yīng)：磁性粒子系統(tǒng)在外磁場的施加和去除過程中所呈現(xiàn)的熱現(xiàn)象2、 簡答題1. 內(nèi)稟矯頑力和磁感矯頑力有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：使磁體的剩余磁化強(qiáng)度Mr降為零所需施加的反向磁場強(qiáng)度，稱為內(nèi)稟矯頑力。磁體在反向充磁時，使磁感應(yīng)強(qiáng)度降為零所需反向磁場強(qiáng)度的值稱為磁感矯頑力。2. 退磁場是怎么產(chǎn)生的？能克服嗎？對于實(shí)測的材料磁化特性曲線如何進(jìn)行退磁校正？答：當(dāng)樣品被外加磁場磁化時，其兩端的自由磁極將產(chǎn)生一個與磁化強(qiáng)度方向相反的磁場，即退磁場，退磁場僅與材料的形狀及大小有關(guān)，但尺寸限制使得退磁場無法避免。由于受到退磁場的的影響有效磁場Heff比外加磁場Hex要小，即Heff=Hex-MN3. 物質(zhì)的磁性分為幾類？各有什么特點(diǎn)？答：抗磁性，鐵磁性，反鐵磁性，順磁性，超順磁性，亞鐵磁性抗磁性：在外磁場作用下，原子系統(tǒng)獲得與外磁場方向反向磁矩的現(xiàn)象鐵磁性:是指物質(zhì)中相鄰原子或離子的磁矩由于它們的相互作用而在某些區(qū)域中大致按同一方向排列，當(dāng)所施加的磁場強(qiáng)度增大時，這些區(qū)域的合磁矩定向排列程度會隨之增加到某一極限值的現(xiàn)象。反鐵磁性：在原子自旋（磁矩）受交換作用而呈現(xiàn)有序排列的磁性材料中，如果相鄰原子自旋間是受負(fù)的交換作用，自旋為反平行排列，則磁矩雖處于有序狀態(tài)（稱為序磁性），但總的凈磁矩在不受外場作用時仍為零。這種磁有序狀態(tài)稱為反鐵磁性。順磁性：某些物質(zhì)在受外磁場作用后 ，感生出與外磁場同向的磁化強(qiáng)度，其磁化率大于零但數(shù)值很小，這種磁性稱為順磁性 亞鐵磁性：亞鐵磁性宏觀與鐵磁性基本相同，只是磁化率相比更低，只有1-1000數(shù)量級 超順磁性：4. 磁性材料可以分為幾類？它們各有什么特點(diǎn)？答： 軟磁材料:矯頑力很低且容易受外加磁場磁化又容易退磁的磁性材料特點(diǎn)（1）高的初始磁導(dǎo)率i和最大磁導(dǎo)率max（2）低的矯頑力Hc（3）高飽和磁化強(qiáng)度Ms和低的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br（4）低鐵損，高電阻率以及低磁致伸縮系數(shù)硬磁材料 ：外加磁場后除去外磁場仍能保留較強(qiáng)磁性的一類磁性物質(zhì) 特點(diǎn)（1）高的剩余磁化強(qiáng)度Br（2）高矯頑力Hc（3）具有較高的最大磁能積（BH）max （4）良好的穩(wěn)定性信磁材料：在信息技術(shù)中獲得應(yīng)用的磁性材料，具有將磁信號轉(zhuǎn)化為其他信號的能力特磁材料：具有多種特殊磁性功能和各種特別應(yīng)用的磁性功能材料第2章1.鐵磁性物質(zhì)是怎樣實(shí)現(xiàn)自發(fā)磁化的？為什么通常未經(jīng)磁化的鐵都不具有磁性？答：鐵磁性是一種強(qiáng)磁性，這種強(qiáng)磁性的起源是材料中的平行排列，而平行排列導(dǎo)致自發(fā)磁化；未經(jīng)磁化的鐵由于原子磁矩受到熱運(yùn)動無序效應(yīng)的影響而無法平行排列，因而不具有磁性2. 試闡述物質(zhì)反鐵磁性，鐵磁性和亞鐵磁性之間的區(qū)別與聯(lián)系。答：鐵磁性物質(zhì)有固有磁矩，是直接相互作用，反鐵磁性物質(zhì)有磁矩但無固有磁矩，是直接相互作用，亞鐵磁性物質(zhì)有磁矩，無固有磁矩，是交換相互作用3. 交換作用模型與超交互作用模型的內(nèi)容分別是什么？答：交換作用模型認(rèn)為，磁性體內(nèi)原子之間存在交換相互作用，并且這種交換作用只發(fā)生在近鄰原子之間。超交換作用模型認(rèn)為反鐵磁性物質(zhì)內(nèi)的磁性離子之間的交換作用是通過個在中間的非磁性離子為媒介實(shí)現(xiàn)的第3章1.什么是磁晶各向異性和磁致伸縮？答：磁各向異性是指單晶體的磁化曲線形狀與單晶體的晶軸方向有關(guān)，即磁性隨晶軸方向呈現(xiàn)各向異性；磁致伸縮是指磁性材料由于磁化狀態(tài)的改變導(dǎo)致其長度和體積都發(fā)生微小形變的現(xiàn)象 2.材料的磁化機(jī)制有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？答： 磁疇壁的位移磁化過程磁疇轉(zhuǎn)動磁化過程順磁磁化過程疇壁位移磁化過程中，磁疇體積發(fā)生相對變化，相當(dāng)于磁疇間的疇壁位移發(fā)生變化；在磁疇轉(zhuǎn)動磁化過程中，磁疇的自發(fā)磁化強(qiáng)度Ms與外磁場強(qiáng)度H間的夾角發(fā)生變化，Ms與磁疇體積均未發(fā)生變化；順磁磁化過程中，磁疇體積及Ms與H之間的夾角均未發(fā)生變化，而是自發(fā)磁化強(qiáng)度Ms的大小發(fā)生了變化從而導(dǎo)致了磁化。4. 磁損耗通常包括哪幾類？各有那些影響因素？答：磁滯損耗包括渦流損耗磁滯損耗剩余損耗渦流損耗的影響因素：交變磁場的工作頻率，材料的厚度，電阻率磁滯損耗的影響因素：材料的矯頑力剩余損耗的影響因素：起始磁導(dǎo)率及擴(kuò)散離子濃度5. 順磁性和超順磁性都表現(xiàn)為宏觀上的磁無序，試論述其差異點(diǎn)。答：順磁性的主要特點(diǎn)是原子或分子中含有沒有完全抵消的電子磁矩，因而具有原子或分子磁矩，但這些磁矩之間沒有強(qiáng)的相互作用，會受到熱擾動的影響，而對于超順磁性，對于每一個顆粒而言，磁性原子或離子之間的交換作用很強(qiáng)，磁矩之間平行排列，而由于顆粒與顆粒之間的差異，是的磁矩的取向不同，從而宏觀無序第4章1. 對于軟磁材料的基本性能的要求有哪些？答：高的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率，低矯頑力，高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，低功率損耗，高穩(wěn)定性，低剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，低鐵損，高電阻率，低磁致伸縮系數(shù)2. 提高軟磁材料初始磁導(dǎo)率的途徑有哪些？答：提高飽和磁化強(qiáng)度降低磁晶各向異性常數(shù)和磁致伸縮系數(shù)控制晶粒尺寸的大小改善材料的顯微結(jié)構(gòu)（材料的織構(gòu)化）降低內(nèi)應(yīng)力3. 軟磁材料可以分為哪幾大類？他們在性能和應(yīng)用場合上有哪些差別？答：軟磁材料分為金屬軟磁材料，鐵氧體軟磁材料，納米晶軟磁材料金屬軟材材料具有高的飽和磁化強(qiáng)度鐵氧體軟磁材料具有亞鐵磁性，其飽和磁化強(qiáng)度比金屬軟磁材料低，但電阻率較高s,因而具有良好的高頻特性，具有高初始磁導(dǎo)率，高品質(zhì)因數(shù)，高穩(wěn)定性和高截止頻率納米晶軟磁合金兼具了鐵基非晶合金的高磁感應(yīng)強(qiáng)度和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率，低損耗，低成本，同時由于非晶態(tài)軟磁材料不具有晶粒結(jié)構(gòu)，因而磁導(dǎo)率高，矯頑力較小，具有優(yōu)良的綜合軟磁性能4. 常用的金屬軟磁材料有哪些？他們各有哪些特點(diǎn)，分別有哪些應(yīng)用？答：電工純鐵：磁性能受含碳量影響，且存在時效效應(yīng)，渦流損耗較大，只能應(yīng)用于直流磁場中，主要用于制造電磁鐵的鐵芯和磁極，繼電器的磁路和各種零件等硅鋼：由于在電工純鐵中摻雜了硅形成固溶體，使得合金電阻率提高，降低了材料的渦流損耗并且隨著硅含量的增加，磁滯損耗降低，在弱磁場和中等磁場強(qiáng)度的磁場下，磁導(dǎo)率增加，是交流電器用的比較理想的材料坡莫合金：坡莫合金具有很高的磁導(dǎo)率，成分范圍寬，且磁性能可以通過改變成分和熱處理工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此可以用在弱磁場下具有很高磁導(dǎo)率的鐵芯材料和磁屏蔽材料，也可用在要求低剩磁和恒磁導(dǎo)率的脈沖變壓器材料，還可用作各種矩磁合金，熱磁合金和磁致伸縮合金鐵鋁合金：與其他金屬材料相比具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性；合金密度低，可以減輕磁性元件的鐵芯重量；且對應(yīng)力不敏感，適用于在沖擊、震動等環(huán)境下工作，此外，鐵鋁合金還具有良好的溫度穩(wěn)定性和抗核輻射性能等優(yōu)點(diǎn)鐵硅鋁合金（仙臺斯特合金）該合金的磁致伸縮系數(shù)和磁給向異性常數(shù)幾乎同時趨近于零，同時具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力，且電阻率高耐磨性好，可作為理想的磁頭磁芯材料鐵鈷合金（坡莫合金）具有高飽和磁化強(qiáng)度，高的初始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率，但加工性能較差，通常用作直流電磁鐵鐵芯，極頭材料，由于其具有較高的飽和磁致伸縮系數(shù)，也是一種很好的磁致伸縮合金5. 常用鐵氧體軟磁材料有哪些？他們各有什么特點(diǎn)，分別有哪些應(yīng)用？答：尖晶石型鐵氧體，石榴石型鐵氧體和磁鉛石型鐵氧體尖晶石鐵氧體在低頻段下應(yīng)用極廣，在500Hz頻率下較其他鐵氧體具有更多優(yōu)點(diǎn)，磁滯損耗低，在相同高磁導(dǎo)率的情況下居里溫度較高石榴石型鐵氧體的電阻率遠(yuǎn)高于尖晶石的電阻率，因而比尖晶石型鐵氧體具有更廣的應(yīng)用頻段范圍，而且在十二面體座(24c)離子的置換對居里溫度影響不大，但卻對其他性能如線寬DH,飽和磁化強(qiáng)度Ms 等可能會產(chǎn)生顯著的改變，因此可以做到在居里溫度變化不大的條件下改變Ms，DH 等量。主要用于高頻范圍磁鉛石型鐵氧體具有單軸磁晶各向異性，在高頻和超高頻具有廣泛的應(yīng)用空間，主要作為超高頻軟磁材料、微波毫米波段材料6. 與傳統(tǒng)晶態(tài)材料相比，非晶態(tài)軟磁材料具有哪些優(yōu)勢？如何制備非晶態(tài)磁性材料？答：非晶態(tài)材料具有的特征：（1） 結(jié)構(gòu)長程無序，短程有序（2） 不存在位錯和晶界，因而作為磁性材料，具有高磁導(dǎo)率和低矯頑力（3） 電阻率比同種晶態(tài)材料高，高頻場合使用時，材料渦流損耗?。?） 機(jī)械強(qiáng)度較高且硬度較高（5） 抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，抗伽馬射線及中子等輻射能力強(qiáng)（6） 不具有晶粒結(jié)構(gòu)，在磁學(xué)性能上屬于各向同性制備方法（1） 氣相沉積法（2） 液相急冷法（3） 高能粒子注入法7. 為什么說納米晶合金的發(fā)明是軟磁材料的一個突破性進(jìn)展？納米晶軟磁材料如何制備，有哪些典型應(yīng)用？答：納米晶軟磁合金同時兼?zhèn)淞髓F基非晶合金的高磁感應(yīng)強(qiáng)度和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低損耗，并且是成本低廉的鐵基材料，是理想的低成本高性能材料。制備方法主要通過非晶晶化法，先利用熔體急冷法獲得非晶條帶，然后再在略高于非晶晶化溫度下退火一段時間，使之納米晶化。典型應(yīng)用主要有：功率變壓器，脈沖變壓器，高頻變壓器，可飽和電抗器，磁開關(guān)等。第五章1. 對永磁材料的基本性能要求有哪些？剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br要高 矯頑力Hc要高 最大磁能積(BH)ax要高 從實(shí)用角度考慮，材料穩(wěn)定性要高2. 如何提高永磁材料的剩磁Mr和矯頑力Hc？提高剩磁Mr：定向結(jié)晶；塑性變形；磁場成型；磁場處理提高矯頑力Hc：磁疇的不可逆角度：a.對于高M(jìn)s的單疇材料，最好是通過形狀各向異性來提高矯頑力，這時希望離子的細(xì)長比越大越好，以增大（N-N）值；b.對于具有高K1和s的材料，應(yīng)該利用磁晶各向異性和應(yīng)力各向異性來提高矯頑力。當(dāng)所有單疇顆粒的易磁化方向（長軸）完全平行排列時，材料永磁性能越高。疇壁的不可逆位移角度：a. 傳統(tǒng)永磁材料：適當(dāng)增大非磁性摻雜含量并控制其形狀（最好是片狀摻雜）和彌散度（使摻雜尺寸和疇壁寬度相近），同時應(yīng)選擇高磁晶各向異性的材料；或是增加材料中內(nèi)應(yīng)力的起伏，同時選擇高磁致伸縮材料；b. 新型永磁材料：設(shè)法使材料中出現(xiàn)有效的釘扎中心（各種點(diǎn)缺陷、位錯、晶界、堆垛層錯、相界等有關(guān)的局域性交換作用和局域各向異性起伏）即形成合適的晶體缺陷來提高矯頑力。3. 永磁材料可以分為幾大類？它們在磁性能和應(yīng)用場合上有哪些差別？類型磁性能應(yīng)用場合金屬永磁材料矯頑力高繼電器、存儲元件、通信設(shè)備、各類儀表等鐵氧體永磁材料綜合磁性能低抗退磁性能優(yōu)良電機(jī)、電聲、測量與控制器件等稀土永磁材料磁晶各向異性能很大磁彈性能很大強(qiáng)烈的單軸各向異性矯頑力高居里溫度低 4. 常用的金屬永磁材料有哪幾種類型？它們各有什么特點(diǎn)，典型的合金系列有哪些？合金類型特點(diǎn)典型合金系列淬火硬化型磁鋼矯頑力和磁能積比較低碳鋼鎢鋼鉻鋼鈷鋼鋁鋼析出硬化型磁鋼矯頑力很高Fe-Cu系合金Fe-Co系合金AlNiCo系合金實(shí)效硬化型永磁合金機(jī)械性能好-鐵基合金，包括鈷鉬、鐵鎢鈷、鐵鉬鈷合金，其磁能積較低鐵錳鈦和鐵鈷釩合金銅基合金，包括銅鎳鐵、銅鎳鈷Fe-Cr-Co系永磁合金有序硬化型永磁合金較高的矯頑力錳鋁鈷鉑鐵鉑銀錳鋁錳鋁碳5. 鐵氧體永磁材料有什么特點(diǎn)，有哪些應(yīng)用，如何制備？特點(diǎn)：綜合磁性能低，原材料豐富，平均售價低，性價比高，工藝簡便成熟，抗退磁性能優(yōu)良，不存在氧化問題應(yīng)用：電機(jī)、電聲、測量與控制器件、磁輥制備：預(yù)燒破碎制粉壓制成型燒結(jié)磨加工6. 簡述稀土永磁材料的發(fā)展歷程。你認(rèn)為哪種材料最有可能成為繼Nd-Fe-B磁體后的新一代稀土永磁材料，并說明理由。發(fā)展歷程：60年代開發(fā)了以SmCo5為代表的第一代稀土永磁材料 70年代開發(fā)了以Sm2Co17為代表的第二代稀土永磁材料 1983年佐川真人等發(fā)現(xiàn)了具有單軸各向異性的的Nd-Fe-B永磁 體，即第三代稀土永磁材料新型稀土永磁材料：Sm-Fe-N系永磁材料。該類稀土永磁材料磁性能好，飽和磁化強(qiáng)度高，居里溫度高，各向異性場高；價格低廉；資源豐富克服了Nd-Fe-B系永磁材料磁性溫度穩(wěn)定性差和抗腐蝕性能力差的缺點(diǎn)第六章6-3 磁頭可分為幾種類型？常用的磁頭材料有哪些？ 磁頭可分為三種類型：體型磁頭、薄膜磁頭、磁電阻磁頭。 常用的磁頭材料有：合金磁頭材料 鐵氧體磁頭材料 非晶態(tài)磁頭材料 微晶薄膜磁頭材料 多層膜磁頭材料 磁電阻磁頭材料6-4 磁記錄介質(zhì)應(yīng)具備哪些性能？常用的磁記錄介質(zhì)材料有哪些？ 性能： 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（Bs）大； 矩形比（Br/Bs）要大； 矯頑力（Hc）在允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能大； 作為最小記錄單位的微小永磁體應(yīng)盡可能小，且大小及分布均勻； 磁學(xué)性能分布均勻，隨機(jī)偏差?。?表面平滑，耐磨損、耐環(huán)境性能優(yōu)良； 磁學(xué)特征對于加壓、加熱等反應(yīng)不敏感； 化學(xué)的、機(jī)械的耐久性優(yōu)良； 不容易導(dǎo)電。 常用的磁記錄介質(zhì)材料有顆粒狀涂布介質(zhì)和薄膜介質(zhì)。7-1 什么是磁性液體？與傳統(tǒng)意義上的固態(tài)磁性材料相比，磁液有何特征？ 由納米級（一般小于10nm）的磁性顆粒（Fe3O4、-Fe2O3、Fe、Co、Ni、Fe-Co-Ni合金、-Fe3N及Fe4N等），通過界面活性劑（羧基、胺基、羥基、醛基、硫基等）高度地分散、懸浮在載液（水、礦物油、脂類、有機(jī)硅油、氟醚油及水銀等）中，形成穩(wěn)定的膠體體系。即使在重力、離心力或強(qiáng)磁場力的長期作用下，不僅納米級的磁性顆粒不發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，保持磁性能穩(wěn)定，而且磁性液體的膠體也不被破壞，這種膠體的磁性材料被稱為磁性液體。 磁性液體的特征是磁性顆粒、界面活性劑及載液性能的綜合表征，作為一種特殊的膠體體系，磁性液體同時兼有軟磁性和流動性，因此它具有特殊的物理特性、化學(xué)特性及流體特性。7-2 磁性液體包括幾類？有哪些應(yīng)用？ 按磁性顆粒的種類，磁性液體一般分為三類： 鐵氧體磁性液體 金屬磁性液體 氮化鐵磁性液體 應(yīng)用： 磁液密封 磁性液體研磨 磁性液體在揚(yáng)聲器上的應(yīng)用 磁性液體在潛艇推進(jìn)器上的應(yīng)用 磁性液體在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用 磁性液體在分離技術(shù)方面的應(yīng)用7-4 列舉出典型的超磁致伸縮材料。磁致伸縮材料有何應(yīng)用？ 稀土金屬 稀土-過渡金屬間化合物 非金薄膜合金 稀土氧化物 錒系金屬化合物應(yīng)用：聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用聲納系統(tǒng) 聲延遲線伺服領(lǐng)域的應(yīng)用力學(xué)傳感領(lǐng)域靜應(yīng)力傳感領(lǐng)域 振動、沖擊應(yīng)力傳感器領(lǐng)域扭矩傳感領(lǐng)域7-5 何謂磁電阻？磁電阻效應(yīng)包括哪些種類？各自產(chǎn)生的機(jī)理是什么？ 在外磁場作用下材料的電阻發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁電阻（MR）效應(yīng)。 材料的磁電阻特性可分為兩類：正常磁電阻效應(yīng)（OMR）和反常磁電阻效應(yīng)。 機(jī)理： 正常磁電阻效應(yīng)：它是由于載流子在磁場運(yùn)動中受到Lorentz力的作用，產(chǎn)生回旋運(yùn)動，從而增加了電子受散射的幾率，式電阻率上升，它與電子的自旋基本無關(guān)。 反常磁電阻效應(yīng)：其起因被認(rèn)為是自旋-軌道的相互作用或s-d相互作用引起的與磁化強(qiáng)度有關(guān)的電阻率變化，以及疇壁引起的電阻率變化。因此反常磁電阻效應(yīng)有三種機(jī)制：外加磁場引起自發(fā)磁場強(qiáng)度的增加，從而引起電阻率的變化，其變化率與磁場強(qiáng)度成正比，是各項同性的負(fù)的MR效應(yīng)。由于電流和磁化方向的相對方向不同而導(dǎo)致的MR效應(yīng)，稱為各向異性磁電阻效應(yīng)。鐵磁體的疇壁對傳導(dǎo)電子的散射產(chǎn)生的MR效應(yīng)。7-6 列舉磁電阻效應(yīng)的典型應(yīng)用。 磁電阻磁頭 磁電阻隨機(jī)存儲器 磁電阻傳感器7-7 簡述實(shí)現(xiàn)磁制冷的原理和技術(shù)。磁制冷原理 次熱效應(yīng)，或稱磁卡效應(yīng)（MCE），是磁制冷得以實(shí)現(xiàn)的的基礎(chǔ)。有磁性粒子構(gòu)成的固體磁性物質(zhì)，在受到外磁場的作用被磁化時，系統(tǒng)的磁有序度加強(qiáng)（磁熵減?。瑢ν夥懦鰺崃?；再將其去磁，則磁有序度下降（磁熵增大），又要從外界吸收熱量。這種磁性粒子系統(tǒng)在磁場的施加與去除過程中所呈現(xiàn)的熱現(xiàn)象稱為磁熱效應(yīng)。 當(dāng)絕熱磁化時，工質(zhì)內(nèi)的分子磁矩排列將由混亂無序趨于與外加磁場同向平行，根據(jù)系統(tǒng)論觀點(diǎn)，度量無序度的磁化熵減少了，即SM0，故工質(zhì)溫度升高；當(dāng)絕熱去磁時，情況剛好相反，使工質(zhì)溫度降低，從而達(dá)到制冷目的。如果絕熱去磁引起的吸熱過程和絕熱磁化引起的放熱過程用一個循環(huán)連接起來，通過外加磁場，有意識地控制磁熵，就可以使得磁性材料不斷地從一端吸熱而在另一端放熱，從而達(dá)到制冷的目的。這種制冷方法就是我們所說的磁致冷。磁制冷技術(shù) 等溫磁化過程，熱開關(guān)TS1閉合，TS2斷開，磁場施加于磁工質(zhì)上，使熵減小，通過高溫?zé)嵩磁c磁工質(zhì)的熱端連接，熱量從磁工質(zhì)傳入高溫?zé)嵩础?絕熱去磁過程，熱開關(guān)TS1斷開，TS2斷開，逐漸移去磁場，磁工質(zhì)內(nèi)自旋系統(tǒng)逐漸無序，再退磁過程中消耗內(nèi)能，是磁工質(zhì)溫度下降到低溫?zé)嵩礈囟取?等溫去磁過程，TS2閉合，TS1仍斷開，磁場繼續(xù)減弱，磁工質(zhì)從熱源HS吸熱。 絕熱磁化過程，斷開TS2，TS1仍斷開，施加一較小磁場，磁工質(zhì)溫度逐漸上升到高溫?zé)嵩礈囟取?.簡要介紹磁性材料中最常見的幾種各向異性，并簡述在軟磁材料和永磁材料對各向異性的要求是什么？答：形狀各向異性，感生各向異性，磁晶各向異性，表面和界面各向異性對軟磁材料而言，要求盡量小的各向異性對硬磁材料而言，要求較大的各向異性2.簡述納米晶軟磁材料中能獲得優(yōu)異的軟磁性能的物理機(jī)制。答：納米晶合金的晶粒尺寸小于磁交換相互作用長度，導(dǎo)致平均磁晶各向異性很小，從而為納米晶軟磁材料提供了優(yōu)異的軟磁性能3. 簡要概述目前應(yīng)用最廣泛的幾種永磁材料，并對其優(yōu)缺點(diǎn)作一對比。答：類型磁性能應(yīng)用場合金屬永磁材料矯頑力高繼電器、存儲元件、通信設(shè)備、各類儀表等鐵氧體永磁材料綜合磁性能低抗退磁性能優(yōu)良電機(jī)、電聲、測量與控制器件等稀土永磁材料磁晶各向異性能很大磁彈性能很大強(qiáng)烈的單軸各向異性矯頑力高居里溫度低4.提高M(jìn)型永磁鐵氧體性能的主要途徑有哪些？(從摻雜和制備工藝兩方面來討論) 答：提高M(jìn)型磁纖石鐵氧體性能的途徑：（1）提高取向度；提高取向磁場，增加粉體成型時的流動性（2）提高燒結(jié)密度；高的成型密度，合適的燒結(jié)工藝；高的填充量（3）提高鐵氧體M相的Ms、K1；提高M(jìn)s采用離子取代的方法（4）細(xì)化晶粒，提高單疇顆粒的存在率；細(xì)磨粉體；合適的燒結(jié)工藝；5.Co2Z鐵氧體為何具有很高的共振頻率（截止頻率）？答：對Co2Z型六角平面鐵氧體：Haq 與Haf分別為平面六角鐵氧體中磁化強(qiáng)