材料的磁性-分析

1、材料的磁性-分析第1頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁導(dǎo)率 MH M=H -單位體積磁化率 B0=0H 0稱為真空磁導(dǎo)率 B0是磁場(chǎng)在真空中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0(H+M) = 0(1+)H=0r=H r為相對(duì)磁導(dǎo)率, 為磁導(dǎo)率第2頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四二、物質(zhì)磁性的分類1.抗磁性0 如：Cu，Ag，Au，Hg，Zn Bi，Ga，Sb，Sn，In2.順磁體0（10-310-6） 如：所有的堿金屬和除Be以外的堿土金屬以及奧氏體不銹鋼、Pt，Pd和稀土金屬第3頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四3.

2、鐵磁體 1 鐵磁性材料僅四種： Fe=770 Co=1115 Ni=354 Gd=19 很大，易退磁的材料是軟磁材料 很小而難退磁的材料是永磁材料第4頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四4.亞鐵磁體5.反鐵磁體第5頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四三、磁化曲線和磁滯回線一磁化曲線 鐵磁性材料放入磁場(chǎng)后被磁化的磁化強(qiáng)度及磁場(chǎng)強(qiáng)度和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線磁滯回線：鐵磁體在交變磁場(chǎng)作用下，磁場(chǎng)交變一周，B-H曲線構(gòu)成的閉合回線。磁滯效應(yīng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化落后于磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯效應(yīng)。 (080519第一節(jié)結(jié)束)第6頁(yè)，共81頁(yè)，202

3、2年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四HHs，MMs，BBsa=lim（B/H）稱為起始磁導(dǎo)率H0時(shí)，BBr；B0則要求H-Hc第7頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四、磁滯回線1.Br、Hc 退磁：試樣磁化至飽和后，再設(shè)法使磁化強(qiáng)度M減小為零，此過(guò)程稱為退磁。2.Bs 鐵磁質(zhì)在磁化過(guò)程中獲得的最大磁化強(qiáng)度稱為飽和磁化強(qiáng)度（Ms），此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，用Bs表示。第8頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第9頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四3.磁滯損耗：磁滯回線所包圍的面積表示磁化一周時(shí)所消耗的功，稱為磁滯

4、損耗用Q表示。第10頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第二節(jié)抗磁性和順磁性一、原子本征磁矩原子中電子的軌道磁矩和電子的自旋磁矩構(gòu)成了原子的固有磁矩，即原子的本征磁矩。電子的循軌運(yùn)動(dòng)電子的軌道磁矩 電子的自旋磁矩s=2sB第11頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四二、抗磁性（電子的軌道運(yùn)動(dòng)）Cu、Ag、Zn、Cd、Hg第12頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四三、順磁性第13頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四四、金屬的抗磁性和順磁性第14頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四五、影響金

5、屬抗磁性和順磁性的因素1同素異構(gòu)第15頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四 A3 -Fe -Fe A4 -Fe t（）第16頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.溫度順=C=第17頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四3.塑性變形、細(xì)化晶粒4.合金化第18頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第19頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第三節(jié)鐵磁性的物理本質(zhì)一、鐵磁性產(chǎn)生的原因 （自發(fā)磁化理論）自發(fā)磁化：是指鐵磁性物質(zhì)的自旋磁矩在無(wú)加外磁場(chǎng)條件下自發(fā)地取向一致的行為。自發(fā)磁化是鐵磁性產(chǎn)生的

6、原因（充分條件）自發(fā)磁化（小區(qū)域）（各小區(qū)域）磁飽和 這些自發(fā)磁化的小區(qū)域稱為磁疇 (080519第二節(jié)結(jié)束)第20頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（一）、外斯（Weiss）理論“分子場(chǎng)”假說(shuō)自發(fā)磁化理論“磁疇”假說(shuō)技術(shù)磁化理論Wess理論包括兩個(gè)方面 疇、場(chǎng)第21頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（二）、海森堡（Heisenberg）理論電子交換能 Eex=-Acos A-交換積分第22頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（三）鐵磁性產(chǎn)生的條件第23頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（三）鐵磁性產(chǎn)

7、生的條件1.原子內(nèi)部要有未填滿的電子殼層2.a/r3，使A0r未填滿的內(nèi)層電子半徑a原子半徑第24頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第25頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四二、反鐵磁性和亞鐵磁性反鐵磁性的0但很小 亞鐵 鐵第26頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四三、鐵磁性物質(zhì)中各種相互作用能（一）、電子交換能 Eex（A）（二）、靜磁能 Em第27頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（一）、電子交換能 Eex（A）第28頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（二）、靜磁能 Em（鐵

8、磁體在磁場(chǎng)中的能量）第29頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（三）、磁各向異性能EKbcc結(jié)構(gòu)的Fe易磁化方向是100 難磁化方向是111fcc結(jié)構(gòu)的Ni易磁化方向是111 難磁化方向是100hcp結(jié)構(gòu)的Co易磁化方向是0001 難磁化方向是1010第30頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第31頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第32頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第33頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（四）、磁致伸縮能E（磁彈性能）概念:鐵磁體在磁場(chǎng)中被磁化時(shí)，其形狀和

9、尺寸都會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮。為磁致伸縮系數(shù) =L/L，S為飽和磁致伸縮系數(shù)鐵磁體在磁化時(shí)，若發(fā)生磁致伸縮時(shí)變形受到限制，則物體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而使物體內(nèi)部產(chǎn)生彈性能，稱之為磁彈性能。第34頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第35頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（五）、疇壁能ES疇壁-是原子磁矩方向由一個(gè)磁疇方向轉(zhuǎn)到相鄰磁疇方向的逐漸轉(zhuǎn)向的一個(gè)過(guò)渡層，有一定厚度。疇壁具有交換能、磁各向異性能、磁彈性能 (080522第一節(jié)結(jié)束) 第36頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第37頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日

10、，22點(diǎn)26分，星期四第38頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第39頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四四、磁疇的形成E=Eex+Em+Ek+E+Es五、鐵磁性的技術(shù)磁化（一）定義（二）磁化過(guò)程1.在弱磁場(chǎng)作用下第40頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第41頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第42頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下3.在更強(qiáng)磁場(chǎng)作用下(三)、磁滯現(xiàn)象的解釋 1.應(yīng)力理論第43頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第44頁(yè)，共

11、81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.雜質(zhì)理論 (080522第二節(jié)結(jié)束)第45頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第四節(jié)影響鐵磁性的因素一、溫度Tc-居里溫度點(diǎn)第46頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第47頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第48頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第49頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第50頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四二、應(yīng)力的影響應(yīng)力方向與磁致伸縮系數(shù)為正的金屬的伸縮同方向時(shí)，則促進(jìn)磁化第51

12、頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第52頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四三、加工硬化和細(xì)化晶粒的影響第53頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四四、磁場(chǎng)退火（熱處理）五、合金成分和組織的影響1.固溶體第54頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第55頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第56頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第57頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.形成化合物3.形成多相合金第58頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，

13、22點(diǎn)26分，星期四第59頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第60頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四4.鋼的組織F，P，S，T，B，M滲碳體TC=210滲碳體TC=265滲碳體TC=380 (080526第一節(jié)結(jié)束)第61頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第62頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第63頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第五節(jié)鐵磁性的測(cè)量一、靜態(tài)磁特性的測(cè)量 （材料的直流磁性測(cè)量）（一）沖擊法1.閉路試樣的沖擊法測(cè)量 (閉路試樣的沖擊法測(cè)量?jī)H適用于軟磁材料)第6

14、4頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第65頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第66頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四Q=W2BS/R Q=Cb第67頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第68頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四2.開(kāi)路試樣的沖擊法測(cè)量 (針對(duì)硬磁材料)第69頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四=2-1=0(HS1-MSS2)- 0HS1 =0MSS2MS= / 0S2Q=W/R (Q=Cb)=QR/W =RCb/WMS= RCb/0WS2(M

15、S=C/WS2)第70頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四說(shuō)明:試樣長(zhǎng)度必須大于50mm,則檢流計(jì)光點(diǎn)偏移量不受試樣長(zhǎng)度的影響.優(yōu)點(diǎn):1.精度高. 2.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,測(cè)量方便缺點(diǎn):不能進(jìn)行變溫轉(zhuǎn)變測(cè)量第71頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四(二)熱磁儀測(cè)量法L1=VHsin1第72頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四（三）磁秤法(測(cè)磁化率)第73頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第74頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四磁秤的用途:測(cè)量順磁體和抗磁體的磁化率 也可測(cè)量鐵磁性，并且可以連續(xù)測(cè)量， 另外，可對(duì)組織變化及相變進(jìn)行分析研究。第75頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)26分，星期四第六節(jié)磁性分析的應(yīng)用一、鐵磁性分析（一）測(cè)量鋼中殘余奧氏體含量1.淬火鋼中只有一個(gè)非鐵磁相第76頁(yè)，共81頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)2