鐵磁材料的磁性能

1、鐵磁材料的磁性能1、鐵磁性物質(zhì)的磁化當(dāng)把一根鐵棒插入通有電流的線圈時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)鐵棒能夠吸引鐵屑，這是由于鐵棒被磁化的緣故。所謂磁化是指使原來沒有磁性的物質(zhì)具有磁性的過程。只有鐵磁性物質(zhì)能夠被磁化，非鐵磁性物質(zhì)不能被磁化。 鐵磁性物質(zhì)能夠被磁化的主要原因是其內(nèi)部存在大量的磁性小區(qū)域，即磁疇。在無外磁場作用時(shí)，鐵磁物質(zhì)中磁疇的排列雜亂無章，磁性相互抵消，物質(zhì)對外界并不顯磁性。但是，在外磁場作用下，磁疇將沿著磁場的方向排列，從而產(chǎn)生附加磁場，如圖4.1所示。附加磁場與外磁場疊加在一起，使得總磁場增強(qiáng)。有些鐵磁性物質(zhì)在去掉外磁場后對外仍顯磁性，于是它們變成了永久磁鐵。（a） （b） 圖4.1鐵磁性物質(zhì)

2、的磁疇2、磁化曲線鐵磁性物質(zhì)在外磁場作用下，其內(nèi)部將產(chǎn)生磁場。表征鐵磁性物質(zhì)內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨外磁場強(qiáng)度H變化的曲線，稱為磁化曲線，也稱為B-H曲線。如果鐵磁性物質(zhì)從完全無磁的狀態(tài)進(jìn)行磁化所得到的磁化曲線稱為起始磁化曲線。磁化曲線是非線性的。起始磁化曲線應(yīng)經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖4.2所示。圖4.2鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線在磁化曲線起始的Oa段，曲線上升緩慢，這是由于鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁疇的慣性造成的，這個階段稱為起始磁化階段。隨著H的增大，B也增大，磁化曲線中ab段的變化接近于直線，這是由于大量的磁疇在外磁場作用下沿著磁場的方向排列，附加磁場增強(qiáng)。然后，在bc段，隨著H的增大，B也增大，但增大的速度變慢，這是

3、由于鐵磁性物質(zhì)內(nèi)部只剩下了少數(shù)的磁疇。最后，在cd段，由于鐵磁性物質(zhì)幾乎全部被磁化，繼續(xù)增大H，B幾乎沒有變化，即B達(dá)到了飽和值。不同的鐵磁性物質(zhì)具有不同的磁化曲線。3、磁滯回線上面介紹的磁化曲線只反映了鐵磁性物質(zhì)在外磁場由零逐漸增強(qiáng)時(shí)的磁化過程。但是，在實(shí)際使用中，許多鐵磁性材料往往工作在大小和方向交替變化的磁場中，這時(shí)由于鐵磁性物質(zhì)具有滯后效應(yīng)和粘滯性，使得B的值不僅與相應(yīng)的H有關(guān)，還與物質(zhì)之前的磁化狀態(tài)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，如果B達(dá)到飽和值后，逐漸減小H，這時(shí)B并不是沿著圖4.2中的磁化曲線減小，而是沿著另一條曲線下降，如圖4.3所示的de段。當(dāng)H減小至零時(shí)，B的值不是零，而是Br，Br稱為剩磁。圖4.3磁滯回線為了消除剩磁，必須施加反向的磁場。當(dāng)反向磁場由零增大到Hc時(shí)，B的值為零。Hc稱為矯頑力，它反映了鐵磁性物質(zhì)保持剩磁的能力。繼續(xù)增大反向磁場，B的值將從零變?yōu)樨?fù)值，即B的方向發(fā)生改變，鐵磁性物質(zhì)被反向磁化。反向磁化使B達(dá)到飽和值后，減小反向磁場，磁化曲線將沿gk段變化，在k點(diǎn)處H為零。繼續(xù)增大正向磁場，磁化曲線將沿khd變化。從磁化的整個過程可以看出，B的變