材料物理性能5(120)

1、第四章 材料的磁性能主講：胡木林2016年10月材料物理性能4.1 磁學(xué)現(xiàn)象及磁性材料物理性能材料的磁性能 外磁場發(fā)生改變時，系統(tǒng)的能量也隨之改變，這時就表現(xiàn)出系統(tǒng)的宏觀磁性。 在學(xué)童時代，我們都接觸過磁現(xiàn)象：磁鐵吸引鐵片，同極相斥、異極相吸，接觸過磁鐵的大頭針用細(xì)線吊起會自動南北指向，磁鐵上的鐵屑會形成毛刺并構(gòu)成連線等等。 磁性是物質(zhì)的基本屬性之一。 磁性不只是一個宏觀的物理量，而且與物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。它不僅取決于物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)，還取決于原子間的相互作用鍵合情況、晶體結(jié)構(gòu)。因此，研究磁性是研究物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要方法之一。磁學(xué)基本量材料物理性能材料的磁性能 環(huán)形電流在其運動中心處產(chǎn)生一個

2、磁矩m(或稱磁偶極矩)一個環(huán)形電流的磁矩定義為：mIS式中：I為環(huán)形電流的強度，S為環(huán)流所包圍的面積，m的方向可用右手定則來確定。 將磁矩m放入磁感應(yīng)強度為B的磁場中，它將受到磁場力的作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，其所受轉(zhuǎn)矩為：TmB 磁矩與外磁場的作用能稱為靜磁能。處于磁場中某方向的磁矩所具有的靜磁能為，Um B 材料物理性能材料的磁性能 磁場在真空中的磁感應(yīng)強度為B0，其磁場強度H與B0的關(guān)系是，00BH式中 ，稱為真空磁導(dǎo)率。70410/H m 任何材料在外磁場作用下都會或大或小地顯示出磁性，這種現(xiàn)象稱為材料被磁化。 一個物體在外磁場中被磁化的程度，用單位體積內(nèi)磁矩多少來衡量，稱之為磁化強度M，/Mm

3、 V 將材料放入磁場強度為H的自由空間，材料中的磁感應(yīng)強度為，0BBB式中 稱為束縛電流的磁感應(yīng)強度。B材料物理性能材料的磁性能0BM 0000rBHMHMH 1rmMHH式中 稱為相對磁導(dǎo)率。r0r 絕對磁導(dǎo)率為：式中 稱為磁化率。m物質(zhì)磁性分類：材料物理性能材料的磁性能根據(jù)物質(zhì)的磁化率，可以把物質(zhì)的磁性大致分為五類： 抗磁體磁化率 為很小的負(fù)數(shù)，大約在10-6數(shù)量級。它們在磁場中受微弱斥力。金屬中約有一半簡單金屬是抗磁體。根據(jù) 與溫度的關(guān)系，抗磁體又可分為：“經(jīng)典”抗磁體，它的 不隨溫度變化，如銅、銀、金、汞、鋅等。反?？勾朋w，它的 隨溫度變化，且其大小是前者的10一100倍，如鉍、鎵、銻

4、、錫、銦、銅一鋯合金中的 相等。材料物理性能材料的磁性能 順磁體磁化率 為正值，大約在10-3 10-6數(shù)量級。根據(jù) 與溫度的關(guān)系可分為：正常順磁體，其 隨溫度變化符合 lT關(guān)系，如，金屬鉑、鈀、奧氏體不銹鋼、稀土金屬等。 與溫度無關(guān)的順磁體，例如鋰、鈉、鉀、銣等金屬。材料物理性能材料的磁性能在較弱的磁場作用下，就能產(chǎn)生很大的磁化強度。 鐵磁體 是很大的正數(shù)，且與外磁場呈非線性關(guān)系變化。具體金屬有鐵、鈷、鎳等。鐵磁體在溫度高于某臨界溫度后變成順磁體。此臨界溫度稱為居里溫度或居里點，常用Tc表示。鐵磁體是我們要重點介紹的磁性物質(zhì)。材料物理性能材料的磁性能 這類磁體有些像鐵磁體，但 值沒有鐵磁體那

5、樣大通常所說的磁鐵礦、鐵氧體等屬于亞鐵磁體。 亞鐵磁體 這類磁體的 是小的正數(shù)，在溫度低于某溫度時，它的磁化率同磁場的取向有關(guān)；高于這個溫度，其行為像順磁體。 反鐵磁體 具體材料有一Mn、鉻，還有如氧化鎳、氧化錳等。材料物理性能材料的磁性能五類磁體的磁化曲線示意圖114-2 材料抗磁性和順磁性的物理本質(zhì)材料的磁性來源于原子的磁性（或分子的磁性）。原子磁性包括：電子軌道磁矩；電子自旋磁矩；原子核磁矩。 其中原子核磁矩很小，只有電子磁矩的幾千分之一，可以忽略。一、電子磁矩 由于電子繞核運動，相當(dāng)于一環(huán)形電流，比在其運動中心處產(chǎn)生磁矩，磁矩的大小為： 該磁矩的方向垂直于電子運動軌跡平面，并符合右手螺

6、旋法則。它在外磁場方向上的投影，即電子軌道磁矩在外磁場方向上的分量，滿足量子化條件：12電子運動軌跡的半徑。電子繞核運動角速度；電子運動的軌道角動量式中-r-L:L2merm2mer)2(esip22e。一致的為正，反之為負(fù)外磁場方向方向，一般取與其符號決定于電子自旋或磁子：的分量恰好為一個波爾在外磁場方向上實驗測定電子自旋磁矩旋磁矩，另外，電子自旋具有自。為電子質(zhì)量，位。式中它是電子磁矩的最小單。），理論計算得：波爾磁子（外磁場方向；電子狀態(tài)的磁量子數(shù)，Zm.AT. J10273.9p2hmT. J10273.92memagnetornBohr-Zm) l,2, 1,0m(mp2124Bsz

7、124BBllBllz13為了確定材料是順磁性還是抗磁性，要把它放入外磁場中觀察其磁性表現(xiàn)。根據(jù)理論研究，材料磁性要從以下四個方面討論：點陣節(jié)點上正離子抗磁性；正離子的順磁性；自由電子的抗磁性；自由電子的順磁性。 上述四種磁性可能單獨存在，也可能共同存在，綜合考慮那個因素影響最大，從而確定其磁性性質(zhì)及其變化規(guī)律。1415二、正離子的抗磁性 正離子是指去掉自由電子后的原子，即由原子核及其繞核運動的剩余電子構(gòu)成。0llllBppLp2mLep的作用：有一力矩磁矩方向相反。外加磁場對與電子磁矩：160llBpdtLdpL，即的力矩在磁矩的變化率等于作用角動量道由動量矩定理，電子軌）（為拉莫運動。進(jìn)動

8、，這種旋進(jìn)運動稱軸的產(chǎn)生繞磁場此力矩使角動量00BL2meLB2medtLdHL。是電子進(jìn)動周期：動所產(chǎn)生的電流是：那么一個電子作拉莫進(jìn)進(jìn)動的頻率為：由上述兩式可知，拉莫也成立。故上式對均繞磁場同步旋轉(zhuǎn)，與磁矩由于角動量2TTm2Be2eT1ei2meBPB2medtPdppLL02L0Ll0lll1718加磁場方向相反。附加磁矩方向正好和外）（：進(jìn)動產(chǎn)生的附加磁矩為軌道面積為：徑的均方值為：電子軌道進(jìn)動的軌道半2202e2222yx4mBesipsyx19 若材料中每單位體積有N個原子、每個原子又有Z個內(nèi)層電子，則由于進(jìn)動而產(chǎn)生的磁化強度為：2j2j2j2j2j2j2jz1j2j2j02z1

9、j2j2j02jz1jr32yxr31zyx)yx(4mNeHH)yx(4mBNesiNH稱的，則的，電子分布是球形對如果電子殼層都是填滿其磁化率為：與外加磁場方向相反，”號表示磁化強度方向式中“20。很小，約為。等，與溫度、磁場無關(guān)、上式表明：為真空磁導(dǎo)率。為電子質(zhì)量，為離子實中的電子數(shù)，數(shù)，為單位體積中的正離子值，為電子軌道半徑的均方式中：則可得：抗抗抗6202202z1j2j0210rNZmZNrr6mZNer6mNe21上述推導(dǎo)表明，抗磁性來源于電子軌道運動，故可以說任何物質(zhì)在外磁場作用下均應(yīng)有抗磁性效應(yīng)。但只有次電子層填滿了電子的物質(zhì)，抗磁性才能表現(xiàn)出來；否則抗磁性就被別的磁性掩蓋了

10、?？勾判晕镔|(zhì)有：惰性氣體、離子型固體（NaCl）、Na+、Cl-共價鍵的C、Si、Ge、S、P大部分有機物質(zhì)1. 金屬中的Bi、Pb、Cu、Ag等。22三、正離子的順磁性正原子的順磁性來源于原子的固有磁矩正原子的順磁性來源于原子的固有磁矩。原子的固有磁矩就是電子軌道磁矩和電子自旋磁矩的矢量和，又稱本征磁矩，Pm。如果原子中所有電子殼層都是填滿的，由于形成一個球形對稱的集體，則電子軌道磁矩和自旋磁矩各自相抵消，Pm=0，不產(chǎn)生順磁性。因此，產(chǎn)生順磁性的條件就是： Pm0。在如下情況下， Pm0：具有奇數(shù)個電子的原子或點陣缺陷；1. 內(nèi)殼層未被填滿的原子或離子。如過渡族金屬（d殼層沒有填滿電子）和

11、稀土金屬（f殼層未填滿電子）。 在B0=0時，由于原子的熱運動，各原子的磁矩傾向于混亂分布，此時原子的動能EkkT。對外表現(xiàn)出宏觀磁特性H=0。 當(dāng)加上外加磁場時，外磁場要使原子磁矩Pm與B0的夾角減小。使原子磁矩轉(zhuǎn)向外加磁場方向。 當(dāng)外磁場逐漸增加到使能量U=-PmB0cos的減少能補償熱運動能量時，原子磁矩就一致排列了。此時有kT=PmB0。23m0PkTB 計算可得20時，使順磁物質(zhì)達(dá)到飽和磁化強度所需要的磁場約為81010A.m-1。目前人們所獲得的恒磁場約為4.8108A.m-1，通常只有1.2108A.m-1。所以室溫下磁化很弱。 若在1K溫度下，例如GdSO4的B024104A.

12、m-1，便達(dá)到磁飽和狀態(tài)。 可以認(rèn)為：順磁物質(zhì)的磁化就是磁場克服原子或分子熱運動的干擾，使原子磁矩轉(zhuǎn)向磁場方向的結(jié)果。24 常見的順磁物質(zhì)有： （1）氧、Pt、鈀、Re、（Fe、Co、Ni）的鹽類； （2）鐵磁材料在相當(dāng)高的溫度（居里點以上）； （3）Li、Na、Ti、K、Al、V。 順磁性物質(zhì)原子的磁化率和溫度有很強烈的依賴關(guān)系，一般可用居里定律表示： 上述定律只適用于部分順磁性物質(zhì)；而另外一些物質(zhì)，特別是過渡族金屬元素、相當(dāng)多的固溶體，則滿足居里萬斯定律：253kTPnTCHH2m0。于或小于是常數(shù)，不同物質(zhì)可大對于某一物質(zhì)來說也為常數(shù)；這里0CTC 鐵磁性物質(zhì)在居里點以上溫度時，其順磁性

13、表現(xiàn)為服從居里萬斯定律，此時=-。（為居里溫度） 順磁性物質(zhì)的磁化率順磁性物質(zhì)的磁化率順順=1=110103 3抗抗。所以。所以在順磁性物質(zhì)中，抗磁性被掩蓋了。在順磁性物質(zhì)中，抗磁性被掩蓋了。 一般，順磁、抗磁物質(zhì)的磁化率與一般，順磁、抗磁物質(zhì)的磁化率與H H無關(guān)，無關(guān)，而且磁化過程是可逆的。而且磁化過程是可逆的。262021-10-1327四、自由電子的順磁性和抗磁性1、順磁性 自由電子的順磁性來源于電子的自旋磁矩，在外磁場H作用下，自由電子的自選磁矩轉(zhuǎn)到外磁場方向，因而顯現(xiàn)順磁性。2021-10-1328 由于EF與溫度關(guān)系不大，所以與T關(guān)系也不大，可表示為泡利磁化率：2、抗磁性 朗道指出

14、：自由電子在磁場中除了表現(xiàn)為順磁性外，同時亦具有抗磁性。 因為自由電子在外磁場方向的分運動保持不變，而在垂直于磁場方向的平面內(nèi)，自由電子的運動因受到洛侖茲力而作圓周運動，從而產(chǎn)生一個同外加磁場H方向相反的磁場，表現(xiàn)出抗磁性?；旧蠟橐怀?shù)。，泡利0F2B02EN329 因此，對于一種金屬或物質(zhì)，其磁性的表現(xiàn)因此，對于一種金屬或物質(zhì)，其磁性的表現(xiàn)，必須從以上各個方面綜合考慮，看哪個因，必須從以上各個方面綜合考慮，看哪個因素是主要因素。素是主要因素。的順磁磁化率為：主要表現(xiàn)為順磁性，總響，自由電子所以，去掉抗磁性的影理論計算可得：泡利抗31F2B0EN30某些元素的磁性分析 元素磁性堿金屬與堿土金

15、屬過渡、稀土金屬Cu、Au、Ag、Zn惰性氣體非金屬三價金屬Al、Se、La離子抗主要主要離子順主要自由電子順（ 抗）主要結(jié)論順磁性順鐵磁性抗磁性抗磁性抗磁性順磁性4.3 鐵磁性和亞鐵磁性材料的特性材料物理性能材料的磁性能 鐵磁性材料鐵、鈷、鎳及其合金，稀土族元素鏑以及亞鐵磁性材料鐵氧體等都很容易磁化，在不很強的磁場作用下，就可得到很大的磁化強度。 磁學(xué)特性與順磁性、抗磁性物質(zhì)不同，主要特點表現(xiàn)在磁化曲線和磁滯回線上。磁化曲線材料物理性能材料的磁性能鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線(MH或BH)是非線性的。 隨磁化場的增加，磁化強度M或磁感強度B開始時增加較緩慢，然后迅速地增加，再轉(zhuǎn)而緩慢地增加，最后磁化

16、至飽和。 磁化至飽和后，磁化強度不再隨外磁場的增加而增加。 稱為飽和磁化強度； 稱為飽和磁感應(yīng)強度。sMsB材料物理性能材料的磁性能起始磁導(dǎo)率 ：i 它相當(dāng)于磁化曲線起始部分的斜率。技術(shù)上規(guī)定在0.10.001Oe磁場的磁導(dǎo)率為起始磁導(dǎo)率，它是軟磁材料的重要技術(shù)參量。00limiHHBH最大磁導(dǎo)率 ：m 它是磁化曲線拐點處的斜率，它也是軟磁材料的重要技術(shù)參量。磁滯回線材料物理性能材料的磁性能 將一個試樣磁化至飽和，然后慢慢地減少H，則M也將減小，這個過程叫退磁。 M不按照磁化曲線反方向進(jìn)行，而是按另一條曲線改變。rMM當(dāng)H減小到零，rBB當(dāng)H為一反向磁場Hc，0M 0B 剩余磁化強度rM剩余磁

17、感應(yīng)強度rB矯頑力cH內(nèi)稟矯頑力McH試樣的磁化曲線形成一個封閉曲線，稱為滋滯回線。 磁滯回線所包圍的面積表征磁化一周時所消耗的功，稱為磁滯損耗Q。QHdB磁晶各向異性和各向異性能材料物理性能材料的磁性能磁性各向異性在單晶體的不同晶向上，磁性能不同。磁化功示意圖磁化功為了使鐵磁體磁化，要消耗一定的能，它在數(shù)值上等于右圖中陰影部分的面積。沿不同方向的磁化功不同。反映了磁化強度矢量( )在不同方向取向時的能量不同。 沿易磁化軸時能量最低(通常取此能量為基準(zhǔn))，沿難磁化軸時能量最高。sMsM 磁化矢量沿不同晶軸方向的能量差代表磁晶各向異性能，用 表示，磁晶各向異性能是磁化矢量方向的函數(shù)。kE對于立方

18、晶體，222222222012kEKKK 磁晶各向異性常數(shù)，同物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)；而Ko代表主晶軸方向磁化能量，與變化的磁化方向無關(guān)。一般情況，K2較小可忽略，把K1視為晶體各向異性能常數(shù)。材料物理性能材料的磁性能鐵、鎳、鈷沿不同晶向的磁化曲線鐵磁體的形狀各向異性及退磁能材料物理性能材料的磁性能 鐵磁體在磁場中的能量為靜磁能。它包括鐵磁體與外磁場的相互作用能和鐵磁體在自身退磁場中的能量。后一種靜磁能常稱為退磁能。 非取向的多晶體并不顯示磁的各向異性，把它做成球形則是各向同性的。 形狀對磁性有重要影響。長片狀試樣，沿不同方向測得的磁化曲線是不同的，其磁化行為是不同的，這種現(xiàn)象稱為形狀各向異性。鐵磁體的

19、形狀各向異性材料物理性能材料的磁性能 鐵磁體的形狀各向異性是由退磁場引起的。當(dāng)鐵磁體表面出現(xiàn)磁極后，除在鐵磁體周圍空間產(chǎn)生磁場外，在鐵磁體的內(nèi)部也產(chǎn)生磁場。這一磁場與鐵磁體的磁化強度方向相反，它起到退磁的作用，因此稱為退磁場，如圖所示。鐵磁體的退磁場退磁場強度的表達(dá)式為，()dHNM CGS 0()DBDM SI 式中，N和D稱為退磁因子。說明退磁場與磁化強度成正比。退磁因子的大小與鐵磁體的形狀有關(guān)。單位體積的退磁能可表示為，磁致伸縮與磁彈性能材料物理性能材料的磁性能 鐵氧體在磁場中磁化，其形狀和尺寸都會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮。 設(shè)鐵磁體原來的尺寸為 ，放在磁場中磁化時，其尺寸變?yōu)?，

20、長度的相對變化為，00lll0ll稱為線磁致伸縮系數(shù)。計算多晶體與磁化方向成 角的磁致伸縮系數(shù)公式，材料物理性能材料的磁性能 在非取向的多晶體材料中，其磁致伸縮是不同取向的晶粒的磁致伸縮的平均值，材料物理性能材料的磁性能 把鐵磁物質(zhì)和順磁件物質(zhì)的磁化情形做一比較，可以很清楚地看出它們的差別。4.4 磁性材料的自發(fā)磁化 從這些物質(zhì)的原子磁矩來看，鐵磁物質(zhì)的原子磁矩和相似元素的原子磁矩并無本質(zhì)的差別。例如過渡族的快礎(chǔ)物質(zhì)Fe，Co，Ni，與非鐵磁性的Mn，Cr的原子內(nèi)的3d層電子都是沒什填滿的殼層，原子都有一定的磁矩。 怎樣解釋鐵磁物質(zhì)和順磁物質(zhì)的巨大差異呢？現(xiàn)在知道，物質(zhì)是否具有鐵磁性，關(guān)鍵不在

21、于組成物質(zhì)的原子本身所具有的磁矩的大小，而在于形成宏觀物體后，原子之間的相互作用的不同。材料物理性能材料的磁性能q 自發(fā)磁化理論 鐵磁性材料的磁性是自發(fā)產(chǎn)生的，所謂磁化過程(又稱感磁或充磁)只不過是把物質(zhì)本身的磁性顯示出來，而不是由外界向物質(zhì)提供磁性的過程。 鐵磁性產(chǎn)生的原因 實驗證明，鐵磁物質(zhì)自發(fā)磁化的根源是原子(正離子)磁矩。而且在原子磁矩中起主要作用的是電子自旋磁矩。與原子順磁性一樣，在原子的電子殼層中存在沒有被電子填滿的狀態(tài)是產(chǎn)生鐵磁性的必要條件。材料物理性能材料的磁性能 根據(jù)量子力學(xué)理淪，物質(zhì)內(nèi)部相鄰原子的電子之間有一種來源于靜電的交換作用，它迫使各原子的磁矩平行或反平行排列。在鐵磁

22、物質(zhì)內(nèi)，這種作用的效果好象有一很強的磁場作用在各個原于磁矩上一樣，使得各個原子磁矩按同一方向平行排列。 以氫分子的模型，簡單地分析氫分子內(nèi)電子的交換作用。242022meEKh 當(dāng)兩個原子的距離非常遠(yuǎn)時，兩個原子之間無相互作用，兩個原子中電子自旋的取向是互不干擾的。每個原子處于基態(tài)，能量為：材料物理性能材料的磁性能兩個氫原子基態(tài)能量的總和為：02EE 當(dāng)兩個原子接近而結(jié)合成氫分子后，原子之間便產(chǎn)生了一些新的相互作用。這供新的相互作用及相應(yīng)的勢能是：材料物理性能材料的磁性能分子的能量不是簡單地等于兩個氫原子能量的相加，而是，02EEE 不但與相互作用有關(guān)，而且與電子自旋的相對取向有關(guān)。根據(jù)量子力

23、學(xué)，兩個電子的自旋只能相互平行或反平行。E 在這兩種不同狀態(tài)下， 是不相同的。對應(yīng)的分子能量分別為：E2102eEEKCAR2202eEEKCAR 22212121111112ababCe Kd drrr C是由于電子之間、原子核與電了之間的庫侖作用而增加的能量項。材料物理性能材料的磁性能 2*1212111111221abababAe Kd drrr 可以看做是兩個氫原于的電子交換位置而產(chǎn)生的相互作用能，稱為交換能。屬于靜電性質(zhì)的。能量E1和E2之中哪個比較低，取決于A的符號：如果A0，則E1E 2，即電子自旋反平行排列的狀態(tài)為較低能態(tài)，是穩(wěn)定態(tài)；如果A 0，則E1 E 2，即電子自旋平行排

24、列的狀態(tài)為較低能態(tài)，是穩(wěn)定態(tài)；材料物理性能材料的磁性能材料物理性能材料的磁性能 量子力學(xué)計算表明，當(dāng)磁性物質(zhì)內(nèi)部相鄰原子的電子交換積分A為正時(A0)，相鄰原子磁矩將同向平行排列，從而實現(xiàn)自發(fā)磁化。這就是鐵磁性產(chǎn)生的原因。 理論計算證明，交換積分A不僅與電子運動狀態(tài)的波函數(shù)有關(guān)，而且強烈地依賴于原子核之間的距離 (點陣常數(shù))。 這種相鄰原子的電子交換效應(yīng)，其本質(zhì)仍是靜電力迫使電子自旋磁矩平行排列，作用的效果好像強磁場一樣。外斯分子場就是這樣得名的。 材料物理性能材料的磁性能 只有當(dāng)原子核之間的距離與參加交換作用的電子距核的距離(電子殼層半徑) 之比大于3時，交換積分才有可能為正鐵、鈷、鎳以及某

25、些稀土元素滿足自發(fā)磁化的條件；鉻、錳的A是負(fù)值，不是鐵磁性金屬，但通過合金化作用，改變其點陣常數(shù)，便可得到鐵磁性合金。材料物理性能材料的磁性能鐵磁性產(chǎn)生的條件是：原子內(nèi)部要有未填滿的電子殼層；Rabr大于3使交換積分A為正； 前者指的是原子本征磁矩不為零；后者指的是要有一定的晶體結(jié)構(gòu)。材料物理性能材料的磁性能 根據(jù)自發(fā)磁化的過程和理論，可以解釋許多鐵磁特性。 例如溫度對鐵磁性的影響。當(dāng)溫度升高時，原子間距加大，降低了交換作用，同時熱運動不斷破壞原子磁矩的規(guī)則取向、故自發(fā)磁化強度下降。直到溫度高于居里點，以致完全破壞了原子磁矩的規(guī)則取向，自發(fā)磁矩就不存在了，材料由鐵磁性變?yōu)轫槾判浴?同樣，可以解

26、釋磁晶各向異性、磁致伸縮等。材料物理性能材料的磁性能q 反鐵磁性 前面的討論使我們知道，鄰近原子的交換積分A0時，原子磁矩取同向平行排列時能量最低，自發(fā)磁化強度Ms不為0，從而具有鐵磁性。如果交換積分A0時，則原子磁矩取反向平行排列能量最低。如果相鄰原子磁矩相等，由于原子磁矩反平行排列，原子磁矩相互抵消，自發(fā)磁化強度等于零。這樣一種特性稱為反鐵磁性。 研究發(fā)現(xiàn)，純金屬Mn、Cr等屬于反鐵磁性物；還有許多金屬氧化物如MnO、Cr2O3、CuO、NiO等也屬于反鐵磁性物質(zhì)。材料物理性能材料的磁性能 亞鐵磁性物質(zhì)由磁矩大小不同的兩種離子(或原子)組成，相同磁性的離子磁矩同向平行排列，而不同磁性的離子

27、磁矩是反向平行排列。由于兩種離子的磁矩不相等，反向平行的磁矩就不能恰好抵消，二者之差表現(xiàn)為宏觀磁矩，這就是亞鐵磁性。 具有亞鐵磁性的物質(zhì)絕大部分是金屬的氧化物，是非金屬磁性材料，一般稱為鐵氧體(又稱磁性瓷)。按其導(dǎo)電性而論屬于半導(dǎo)體，但常作為磁介質(zhì)而被利用。它不易導(dǎo)電，其高電阻率的特點使它可以應(yīng)用于高頻磁化過程。q 亞鐵磁性鐵磁性 反鐵磁性 亞鐵磁性 反鐵磁性和亞鐵磁性的物質(zhì)可以看作由兩套亞點陣組成，每個亞點陣中的離子磁矩同向平行排列，不同亞點陣反向平行。 4.5磁疇的形成與磁疇結(jié)構(gòu) 因物質(zhì)由許多小磁疇組成的。在未受到磁場作用時，磁疇方向是無規(guī)則的，因而在整體上凈磁化強度為零。 形成原因： 由

28、于原子磁矩間的相互作用，晶體中相鄰原子的磁偶極子會在一個較小的區(qū)域內(nèi)排成一致的方向，導(dǎo)致形成一個較大的凈磁矩。 磁疇 未加磁場時鐵磁體內(nèi)部已經(jīng)磁化到飽和狀態(tài)的小區(qū)域。4.5.1 磁疇與磁疇壁磁疇壁： 相鄰磁疇的界限區(qū)域稱為磁疇壁，分為兩種：磁疇的結(jié)構(gòu)主疇： 大而長的磁疇，其自發(fā)磁化方向沿晶體的易磁化方向。相鄰主疇磁化方向相反。副疇： 小而短的磁疇，其磁化方向不定。（1）180 壁。相鄰磁疇的磁化方向相反。（2）90 壁。相鄰磁疇的磁化方向垂直。磁疇壁具有交換能、磁晶能及磁彈性能。磁疇壁的厚度本著能量最小原則。交換能使疇壁厚度大，磁晶能使疇壁厚度減小。兩種能量竟?fàn)幨巩牨诰哂幸欢ǖ暮穸取?.5.2

29、 磁疇的起因與結(jié)構(gòu) 磁疇的形狀、尺寸、疇壁的類型與厚度總稱為磁疇結(jié)構(gòu)。 形成磁疇是為了降低系統(tǒng)的能量（主要是降低退磁能和磁彈性能）。因磁疇結(jié)構(gòu)受交換能、磁晶能、磁彈性能、疇壁能和退磁能的影響，平衡狀態(tài)時的磁疇結(jié)構(gòu)，應(yīng)使這些能量之和為最小值。（1）若把晶體分成若干個平行反向的自發(fā)區(qū)域，則大大降低退磁能。（2）若能形成圖d中封閉式的磁疇結(jié)構(gòu)，由于其具有封閉磁通的作用，故可以使退磁能降低為零。（3）但由于封閉疇與主磁疇的磁化方向不同，引起的磁致伸縮不同，因而會產(chǎn)生一定的磁晶能和磁彈性能。磁彈性能與磁疇的尺寸有關(guān)，尺寸愈大，磁致伸縮所引起的尺寸變化就愈不易補償，因而磁彈性能就愈高。因此封閉磁疇結(jié)構(gòu)還要

30、由更小的封閉疇構(gòu)成。 磁疇壁的能量高于磁疇內(nèi)的能量，阻礙了磁疇的減小傾向，形成了一個平衡的磁疇結(jié)構(gòu)。4.5.3 不均勻物質(zhì)中的磁疇多晶 不同晶粒的磁疇取向不同，材料對外顯示各向同性。缺陷 如果存在夾雜物和空洞，此處磁通的連續(xù)性被破壞，在其周圍將形成楔形磁疇。4.5.4 單疇顆粒與磁泡疇 當(dāng)鐵磁顆粒小到某一尺寸，它形成疇壁的疇壁能大于顆粒的退磁能時，鐵磁顆粒形成單疇顆粒。 單疇顆粒沒有磁疇壁。單疇顆粒磁泡疇 對于單軸各向異性的薄晶片或薄膜，如果加偏置磁場，使其方向垂直薄晶面并與薄晶片的易磁化軸平行，可以形成小圓柱形磁疇。磁疇的觀察材料物理性能材料的磁性能 粉紋法 這個方法先把要觀察的樣品表面進(jìn)行

31、處理，然后敷上一薄層含有鐵磁粉末的懸膠，放在反射顯微鏡下觀察。露在樣品表面上的磁疇分界線上有磁極存在，因而有雜散磁場，懸膠中的鐵磁粉末被吸聚在那里，顯出磁疇界壁。這樣就可以觀察到磁疇的大小和形狀等。右圖是硅鋼單晶磁疇的顯微相片。材料物理性能材料的磁性能 磁光效應(yīng)法 平面偏振光在鐵磁物質(zhì)表面反射，或在透明的鐵磁物質(zhì)中透射時，偏振面都會旋轉(zhuǎn)一個角度。前一種現(xiàn)象稱為克爾效應(yīng)，后一種現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。這兩種效應(yīng)都可以用來觀察磁疇。利用克爾效應(yīng)觀察磁疇的裝置：材料物理性能材料的磁性能 由于各碰疇的磁化方向不同，在各磁疇上反射的光線的偏振面的旋轉(zhuǎn)角也不同。因此各磁疇顯出的明暗程度就有差別?？梢赞D(zhuǎn)動檢偏器

32、使磁疇的深淺差別達(dá)到最清楚為止。4.6 技術(shù)磁化和反磁化過程4.6.1 技術(shù)磁化的機制技術(shù)磁化的實質(zhì)： 外磁場把各個磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)到（或接近）外磁場方向的過程。 鐵磁質(zhì)的基本磁化曲線大體可分為三個階段。（1）可逆遷移； （2）不可逆遷移； （3）旋轉(zhuǎn)（1）可逆遷移：起始階段，疇壁微小移動，磁化曲線平坦，磁導(dǎo)率（初始磁導(dǎo)率）較小，過程可逆，無磁滯。（2）不可逆遷移：疇壁發(fā)生瞬時跳躍移動，大量原子磁矩瞬時轉(zhuǎn)向，表現(xiàn)出強烈的磁化，磁化曲線急劇上升，磁導(dǎo)率很高，過程不可逆。疇壁遷移的結(jié)果：使得所有原子的磁矩轉(zhuǎn)向與磁場成銳角的易磁化方向，晶體成單疇。（3）旋轉(zhuǎn)：由于易磁化軸通常與外場不一致，當(dāng)磁場繼續(xù)

33、增大時，整個晶體單疇磁矩的方向?qū)⒅饾u轉(zhuǎn)向外場方向（磁疇旋轉(zhuǎn)）。 由于磁感應(yīng)強度B與磁化強度M的物理意義不同，其對應(yīng)的磁化曲線形狀不同。壁移磁化以180壁為例：旋轉(zhuǎn)磁化壁移磁化的實質(zhì)： 相鄰磁疇接近疇壁的區(qū)域和磁疇內(nèi)部原子磁矩發(fā)生轉(zhuǎn)動。 整個晶體單疇磁矩的方向?qū)⒅饾u轉(zhuǎn)向外場方向（磁疇旋轉(zhuǎn)）。4.6.2 影響磁壁移動的因素 一般鐵磁體在弱場范圍內(nèi)的磁化過程是疇壁的位移過程。即接近于外磁場方向的磁疇長大，遠(yuǎn)離外磁場方向的磁疇縮小。理想完美的鐵磁晶體，它內(nèi)部的磁疇結(jié)構(gòu)只由其外形的退磁場作用所決定，在外磁場作用下，只要其內(nèi)部有效磁場不為零，磁疇壁將被驅(qū)動，直到疇結(jié)構(gòu)改組到有效場等于零時才穩(wěn)定下耒，因此這

34、種理想晶體的起始磁化率應(yīng)為無限大。 實際的鐵磁晶體內(nèi)總是存在著晶格缺陷、雜貭和某種形式分布的內(nèi)應(yīng)力。結(jié)構(gòu)的不均勻產(chǎn)生對疇壁位移的阻力，使起始磁化率降低為有限數(shù)值，而且使疇壁位移過程有可逆和不可逆的區(qū)別。（1）鐵磁材料中的夾雜（2）第二相空隙的數(shù)量及分布（3）內(nèi)應(yīng)力的起伏大小和分布（4）磁體磁化產(chǎn)生的退磁能，壁移產(chǎn)生的磁晶各向異性能和磁彈性能等。磁壁移動阻力的來源：技術(shù)磁化過程需要外場克服壁阻力做功。 磁壁移動過程，就是外場克服阻力，系統(tǒng)的各能量相互競爭，使得系統(tǒng)自由能經(jīng)過調(diào)整，達(dá)到最低狀態(tài)的過程。 在疇壁位移過程中，鐵磁晶體的總自由能(包括外磁場能)將不斷發(fā)生變化。主要是當(dāng)疇壁在不同位置時疇壁

35、能發(fā)生變化，磁疇內(nèi)應(yīng)力能的變化，以及內(nèi)部雜貭引起雜散磁場能的變化等。 如圖所示，對于180疇壁位移，在位移方向鐵磁晶體內(nèi)自由能F(x)的變化曲線。未加磁場時疇壁的平衡位置在F(x)最小值的位置，如圖b中的a點。在a點：能量最低，狀態(tài)穩(wěn)定。0axF022axF 當(dāng)外加磁場時，疇壁向右移動。設(shè)位移dx，外磁場所做的功等于自由能F(x)的增加量。dxxFdxHIs2022xF在b點,022bxFbxF,為最大值。bc, 不穩(wěn)定的，是不可逆位移過程。在c點，若去掉外場，疇壁將穩(wěn)定在d點。022xF由于磁疇壁從x1處到x2處是瞬間完成的，相當(dāng)一個跳躍，稱為巴克豪森跳躍。產(chǎn)生強烈磁化。雜質(zhì)對疇壁移動的影響

36、： 雜質(zhì)有吸引疇壁的作用。 雜質(zhì)使疇壁穿孔，疇壁面積減小，疇壁能降低，對疇壁具有“訂扎”作用，限制疇壁的 移動。使得疇壁在外磁場的作用下發(fā)生跳躍性移動。4.6.3 4.6.3 反磁化過程和磁矯頑力反磁化過程和磁矯頑力 在技術(shù)磁化后，把外磁場去掉，由于磁晶能的作在技術(shù)磁化后，把外磁場去掉，由于磁晶能的作用，則磁疇的磁化方向?qū)⑥D(zhuǎn)動到離磁場方向最近的易用，則磁疇的磁化方向?qū)⑥D(zhuǎn)動到離磁場方向最近的易磁化方向。因此，在外磁場方向仍有磁化強度的分量磁化方向。因此，在外磁場方向仍有磁化強度的分量，這就是存在剩磁，這就是存在剩磁MrMr的原因。從該狀態(tài)開始施加的反的原因。從該狀態(tài)開始施加的反向磁場經(jīng)歷的過程稱

37、為反磁化過程。向磁場經(jīng)歷的過程稱為反磁化過程。矯頑力-Hc 矯頑力是材料在正向加磁場使磁化強度達(dá)到飽和，然后去掉磁場，再反向加磁場直到磁化強度為零，其相對應(yīng)的磁場稱為矯頑力Hc。 1、增加壁移阻力（雜質(zhì)、應(yīng)力等）矯頑力提高 2、降低材料晶粒尺寸 磁化曲線是各構(gòu)成晶粒的平均效果。對于多晶體 4.7 影響金屬及其合金鐵磁性的因素1、外部環(huán)境（溫度、應(yīng)力等）2、金屬及合金內(nèi)部因素（組織敏感性參數(shù)和組織不敏感性參數(shù)）。 屬于組織不敏感的磁參數(shù)有飽和磁化強度Ms、磁致伸縮系數(shù)s、居里點c以及磁各向異性常數(shù)K等。其中Ms和s是鐵磁體自發(fā)磁化強度的函數(shù)。具體地說，它們和原子結(jié)構(gòu)、合金成分、相結(jié)構(gòu)和組成相的數(shù)

38、量有關(guān)，而與組成相的晶粒大小、分布和組織形態(tài)無關(guān)。c只與組成相的成分和結(jié)構(gòu)有關(guān)。K只決定于組成相的點陣結(jié)構(gòu)，而與組織無關(guān)。 屬于組織敏感的磁參數(shù)有矯頑力Hc、磁導(dǎo)率、剩余磁化強度Mr、剩余磁感應(yīng)Br等。它們都與組成相的晶粒尺寸、分布情況和組織形態(tài)有密切關(guān)系。 它們都與組成相的晶粒尺寸、分布情況和組織形態(tài)有密切關(guān)系。影響鐵磁性的因素： 1、溫度的影響 2、應(yīng)力、形變、晶粒及雜質(zhì)的影響 3、磁場中退火 4、合金的成分和組織的影響 5、Spinodal 分解 溫度升高使原子熱運動加劇，原子磁矩的無序排列傾向增大而導(dǎo)致Ms下降，矯頑力減小。溫度的影響 溫度升高，引起應(yīng)力松弛，利于磁化，使得初始磁導(dǎo)率增

39、加。 當(dāng)應(yīng)力的方向與金屬的磁致伸縮為同號時當(dāng)應(yīng)力的方向與金屬的磁致伸縮為同號時，則應(yīng)力對磁化起促進(jìn)作用。，則應(yīng)力對磁化起促進(jìn)作用。應(yīng)力的影響 形變（加工硬化）的影響 加工硬化能引起晶體點陣扭曲，晶粒破碎，內(nèi)應(yīng)力增加，對壁移造成阻力。使得最大磁導(dǎo)率降低，矯頑力增大。晶粒細(xì)化的影響 晶粒細(xì)化使得晶界增多，對磁化的阻力增大，使得最大磁導(dǎo)率降低，矯頑力增大。 雜質(zhì)會造成點陣扭曲，當(dāng)夾雜物存在于疇壁雜質(zhì)會造成點陣扭曲，當(dāng)夾雜物存在于疇壁穿孔，這會給壁位移造成阻力，穿孔，這會給壁位移造成阻力，使得最大磁導(dǎo)率使得最大磁導(dǎo)率降低，矯頑力增大。降低，矯頑力增大。 改善鐵磁材料改善鐵磁材料的方法：的方法：1 1）

40、消除鐵磁材料中的雜質(zhì)；）消除鐵磁材料中的雜質(zhì)；2 2）晶粒足夠大并呈等軸狀；）晶粒足夠大并呈等軸狀；3 3）形成再織構(gòu)；）形成再織構(gòu)；4 4）采用磁場中退火。）采用磁場中退火。雜質(zhì)的影響磁場中退火磁場中退火 各磁疇受磁致伸縮而發(fā)生形變，主要是沿易軸的各磁疇受磁致伸縮而發(fā)生形變，主要是沿易軸的形變。形變。 假如鐵棒冷卻后在室溫下順著棒的軸向磁化，因假如鐵棒冷卻后在室溫下順著棒的軸向磁化，因磁致伸縮，各磁疇將沿與磁場方向（即棒的軸向）成磁致伸縮，各磁疇將沿與磁場方向（即棒的軸向）成角度最小的易軸伸長。由于冷卻時經(jīng)過居里點而產(chǎn)生角度最小的易軸伸長。由于冷卻時經(jīng)過居里點而產(chǎn)生的各項雜亂形變將妨礙室溫下

41、磁化的新變形，于是產(chǎn)的各項雜亂形變將妨礙室溫下磁化的新變形，于是產(chǎn)生應(yīng)力。這種應(yīng)力將妨礙磁致伸縮，使磁導(dǎo)率降低。生應(yīng)力。這種應(yīng)力將妨礙磁致伸縮，使磁導(dǎo)率降低。 高磁導(dǎo)率不但可以由晶體易軸的擇優(yōu)取向（冷加高磁導(dǎo)率不但可以由晶體易軸的擇優(yōu)取向（冷加工和再結(jié)晶）達(dá)到，同樣也可由內(nèi)應(yīng)力的擇優(yōu)取向（工和再結(jié)晶）達(dá)到，同樣也可由內(nèi)應(yīng)力的擇優(yōu)取向（通過磁場中退火）達(dá)到。前者稱為冷加工或再結(jié)晶織通過磁場中退火）達(dá)到。前者稱為冷加工或再結(jié)晶織構(gòu)，后者稱為磁織構(gòu)。構(gòu)，后者稱為磁織構(gòu)。合金的成分和組織的影響合金的成分和組織的影響 1 1、形成固溶體、形成固溶體 （1 1）順磁、抗磁溶質(zhì)原子的固溶，使得飽和磁化）順磁

42、、抗磁溶質(zhì)原子的固溶，使得飽和磁化強度急劇減小。強度急劇減小。 （2 2）鐵磁性溶質(zhì)的原子有較強的固有磁矩，當(dāng)少）鐵磁性溶質(zhì)的原子有較強的固有磁矩，當(dāng)少量加入形成固溶體時，通過點陣常數(shù)的變化，使交量加入形成固溶體時，通過點陣常數(shù)的變化，使交換作用增強，因而對自發(fā)磁化有所促進(jìn)。換作用增強，因而對自發(fā)磁化有所促進(jìn)。 （3 3）固溶體合金的有序化對合金的磁性有顯著的）固溶體合金的有序化對合金的磁性有顯著的影響，飽和磁化強度增大。影響，飽和磁化強度增大。 2 2、形成化合物、形成化合物 （1 1）與順磁、抗磁金屬，鐵磁性能降低）與順磁、抗磁金屬，鐵磁性能降低 （2 2）與非金屬（）與非金屬（O O、S

43、 S），多呈亞鐵磁性。），多呈亞鐵磁性。4.8 4.8 動態(tài)磁化特性動態(tài)磁化特性 為什么研究動態(tài)磁化？為什么研究動態(tài)磁化？ 鐵磁材料主要作為鐵芯廣泛用于各種電機和鐵磁材料主要作為鐵芯廣泛用于各種電機和變壓器。變壓器。 因交變的磁化過程和高磁通密度，考慮到鐵因交變的磁化過程和高磁通密度，考慮到鐵芯的損耗（鐵耗）。芯的損耗（鐵耗）。 另外，對高頻條件下工作的磁芯因能耗而引另外，對高頻條件下工作的磁芯因能耗而引起磁芯品質(zhì)因子起磁芯品質(zhì)因子Q Q降低的問題降低的問題-引入引入-動態(tài)動態(tài)磁化磁化. .4.8.1 磁滯和渦流損耗 鐵磁材料在交變磁場中反復(fù)磁化時，由于磁化處于非平衡狀態(tài)，磁化曲線表現(xiàn)出動態(tài)特

44、性。 交流磁化曲線的形狀介于直流磁滯回線和橢圓之間。 當(dāng)外場的振幅不大時（磁化基本是可逆的）的磁滯回線稱為瑞利磁滯回線，形狀為橢圓形。 瑞利磁化曲線的磁滯損耗（曲線包圍的面積）：343hmWf H 變化的磁場在其空間將產(chǎn)生渦旋電場，在渦旋電場的作用下，鐵磁材料內(nèi)部將產(chǎn)生渦旋電流渦流。 渦流產(chǎn)生的能量損耗渦流損耗。2208rdMP()dt rdMP()dt 2202 均勻磁化時：非均勻磁化時： 非均勻磁化的磁滯損耗是均勻磁化的 4 倍。 渦旋電流將產(chǎn)生一個磁場來阻止外磁場引起的磁通變化，使得鐵磁體內(nèi)的實際磁場的變化總是要滯后于外磁場。渦流對磁化的滯后效應(yīng) 若交變磁場的頻率很高，鐵磁體的電阻率較小

45、，可能出現(xiàn)材料內(nèi)部無磁場，磁場只存在于鐵磁體表層的“趨膚效應(yīng)”。渦流對工作于交變磁場的鐵磁體是非常有害的。4.8.2 磁后效應(yīng)及復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率 磁化強度（或磁感應(yīng)強度）跟不上磁場變化的延遲現(xiàn)象。磁后效應(yīng)主要原因：（1）渦旋電流產(chǎn)生的抗磁場。 （2）點陣間隙位置雜質(zhì)原子的擴散弛豫。 （3）疇壁移動的弛豫。 由于在交變磁場中存在的磁滯后效應(yīng)，利用復(fù)數(shù)的形式表示磁場及其參量。itmHH e i(t)mBB e immBBe i HH 001復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率mmBcosH 0mmBsinH 0磁導(dǎo)率實部磁導(dǎo)率虛部 磁導(dǎo)率的實部與磁場強度同相位，虛部比磁場強度落后90。 由于磁導(dǎo)率虛部的存在，B落后于H，引起鐵磁

46、材料在動態(tài)磁化過程中不斷地耗能。 處于均勻交變磁場中的單位體積鐵磁體，單位時間的平均能耗（磁損耗功率密度）為：TmPHdBfHT 2001 交變磁場在 鐵磁體內(nèi)的儲能密度為：TCmWHBdtHT 200112品質(zhì)因子CWQfP 2磁損耗系數(shù)（損耗角的正切）tanQ 14.8.3 磁導(dǎo)率減落及磁共振損耗 起始磁導(dǎo)率隨時間的推移而降低的現(xiàn)象，稱為磁導(dǎo)率減落。 減落系數(shù):)/lg(121221ttDAiii 減落系數(shù)越小越好磁導(dǎo)率減落的原因： 由材料中電子或離子的擴散后效所造成。因磁性材料退磁時處于亞穩(wěn)態(tài)，隨時間的推移，為使磁性體的自由能達(dá)到最小值， 電子或離子將不斷向有利的位置擴散，把疇壁穩(wěn)定在勢

47、阱中，導(dǎo)致了鐵氧體起始磁導(dǎo)率隨時間的減落。 磁損耗隨頻率而變，在某一頻率下出現(xiàn)明顯增磁損耗隨頻率而變，在某一頻率下出現(xiàn)明顯增大的損耗就是一種共振損耗。隨磁場頻率的變化大的損耗就是一種共振損耗。隨磁場頻率的變化，將出現(xiàn)不同形式的，將出現(xiàn)不同形式的共振損耗共振損耗。 在鐵磁材料中一般都存在著磁各向異性場在鐵磁材料中一般都存在著磁各向異性場Hk，微觀磁化強度將繞著微觀磁化強度將繞著Hk進(jìn)動。其進(jìn)動的頻率為進(jìn)動。其進(jìn)動的頻率為 當(dāng)進(jìn)動的頻率與高頻磁場的頻率一致時，出當(dāng)進(jìn)動的頻率與高頻磁場的頻率一致時，出現(xiàn)共振損耗。這種由磁各向異性場形成的共振現(xiàn)現(xiàn)共振損耗。這種由磁各向異性場形成的共振現(xiàn)象，稱為象，稱為

48、自然共振自然共振。v為旋磁系數(shù)。為旋磁系數(shù)。2/kHvf 4.9 4.9 射頻鐵氧體射頻鐵氧體 鐵氧體的可貴之處是其高電阻率，金屬鐵鐵氧體的可貴之處是其高電阻率，金屬鐵磁材料的電阻率是不可能做得磁材料的電阻率是不可能做得10-4.cm，而鐵，而鐵氧體的電阻率可達(dá)氧體的電阻率可達(dá)=11012 .cm。 低電阻會引起過大的渦流損耗，該項損耗低電阻會引起過大的渦流損耗，該項損耗正比于正比于D2f/（D為蕊厚度，為蕊厚度，f為交流場頻率，為交流場頻率， 為電阻率）。磁性材料為電阻率）。磁性材料 越低，應(yīng)用頻率越高越低，應(yīng)用頻率越高，渦流損耗越大。因此，在磁性元件中采用高，渦流損耗越大。因此，在磁性元件

49、中采用高電阻率的大塊鐵氧體磁蕊是一項相當(dāng)大的節(jié)約電阻率的大塊鐵氧體磁蕊是一項相當(dāng)大的節(jié)約，它即使應(yīng)用到光頻，它即使應(yīng)用到光頻61014HZ也未表現(xiàn)出過大也未表現(xiàn)出過大的渦流損耗。的渦流損耗。 4.9.1 射頻鐵氧體按用途的分類射頻鐵氧體按用途的分類1. 約約1MHz以下頻率用的鐵氧體以下頻率用的鐵氧體2. 在在1MHz以上頻率用的鐵氧體以上頻率用的鐵氧體3. 射頻振蕩電路調(diào)諧用的鐵氧體射頻振蕩電路調(diào)諧用的鐵氧體4. 做非線性電路元件用的鐵氧體做非線性電路元件用的鐵氧體5. 其他有更重意義的鐵氧體其他有更重意義的鐵氧體 4.9.2 4.9.2 低頻鐵氧體低頻鐵氧體 1 1、在低頻下，變壓器用鐵氧

50、體的主要要求是、在低頻下，變壓器用鐵氧體的主要要求是高磁導(dǎo)率，以便減少雜散電感和做成盡可能小的高磁導(dǎo)率，以便減少雜散電感和做成盡可能小的尺寸，損失并不重要。尺寸，損失并不重要。 2 2、電視接收機線路中的變壓器要求變換大信、電視接收機線路中的變壓器要求變換大信號的各種應(yīng)用場合，要求有高的磁感應(yīng)強度和低號的各種應(yīng)用場合，要求有高的磁感應(yīng)強度和低矯頑力。矯頑力。 3 3、濾波器線圈的鐵氧體要求是應(yīng)有小的損失、濾波器線圈的鐵氧體要求是應(yīng)有小的損失角正切和小的可變性及高磁導(dǎo)率。角正切和小的可變性及高磁導(dǎo)率。 鐵氧體的磁損耗包括磁滯和渦流損耗兩部分，鐵鐵氧體的磁損耗包括磁滯和渦流損耗兩部分，鐵氧體的氧體的B隨隨H變化的磁滯回線可決定磁滯損耗：變化的磁滯回線可決定磁滯損耗： ah可小到可小到210-11T-1，在起始磁率范圍不出現(xiàn)磁，在起始磁率范圍不出現(xiàn)磁滯損耗。滯損耗。2)(tanmaxBah磁滯 4.9.3 4.9.3 高頻鐵氧體高頻鐵氧體 在在1-100MHz1-100MHz的頻率范圍內(nèi)主要采用的頻率范圍內(nèi)