電工材料3-1課件

第三章磁性材料及其普遍性隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已揭示出一切物質(zhì)都具有磁性，任何空間均存在磁場(chǎng)。磁性在生產(chǎn)和技術(shù)、科研和國(guó)防、以及家庭生活中有廣泛的應(yīng)用。

磁性材料，是古老而用途十分廣泛的功能材料，而物質(zhì)的磁性早在3000年以前就被人們所認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，例如中國(guó)古代用天然磁鐵作為指南針?，F(xiàn)代磁性材料已經(jīng)廣泛的用在我們的生活之中，例如將永磁材料用作馬達(dá)，應(yīng)用于變壓器中的鐵心材料，作為存儲(chǔ)器使用的磁光盤(pán)，計(jì)算機(jī)用磁記錄軟盤(pán)等。可以說(shuō)，磁性材料與信息化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān)。而通常認(rèn)為，磁性材料是指由過(guò)度元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)。。磁性材料的應(yīng)用很廣泛,可用于電聲、電信、電表、電機(jī)中,還可作記憶元件、微波元件等。可用于記錄語(yǔ)言、音樂(lè)、圖像信息的磁帶、計(jì)算機(jī)的磁性存儲(chǔ)設(shè)備、乘客乘車(chē)的憑證和票價(jià)結(jié)算的磁性卡等。磁懸浮列車(chē)

3-1概述一、磁性材料的基本特性和分類(lèi)二、磁性材料的特性曲線三、影響磁性能的外在因素二、磁性材料的特性曲線磁性材料的特性曲線是指磁性材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間的曲線，簡(jiǎn)稱(chēng)B-H曲線。工程上常用磁化曲線和磁滯回線等特性曲線來(lái)反映磁性材料的基本性能。1.起始磁化曲線P602.磁滯回線P60二、磁性材料的特性曲線磁滯：剩磁：矯頑力：磁滯損耗：磁滯損耗與磁滯回線所包圍的面積成正比。鐵損：鐵損主要包括磁滯損耗和渦流損耗3.基本磁化曲線P60基本磁化曲線是軟磁材料確定工作點(diǎn)的重要依據(jù)。二、磁性材料的特性曲線4.退磁曲線磁積能：退磁曲線最大磁能積(BH)max不同形狀對(duì)應(yīng)退磁場(chǎng)不同，磁能積不同。磁致伸縮材料的應(yīng)用一、磁致伸縮材料的應(yīng)用基礎(chǔ)（1）磁致伸縮效應(yīng)(Joule效應(yīng))制作磁致伸縮制動(dòng)器（2）磁致伸縮逆效應(yīng)(Villari效應(yīng))制作磁致伸縮傳感器（3）E效應(yīng)：磁致伸縮材料由于磁化狀態(tài)的改變而引起自身?xiàng)钍夏Ａ堪l(fā)生變化的現(xiàn)象，可用于聲延遲線。（4）魏德曼效應(yīng)(Viedemann效應(yīng))：在磁性體上形成適當(dāng)?shù)拇怕罚?dāng)有電流通過(guò)時(shí)，磁性體發(fā)生扭曲變形的現(xiàn)象，可用于扭轉(zhuǎn)馬達(dá)。（5）魏德曼逆效應(yīng)(Anti-Viedeman效應(yīng))：使圓管狀磁致伸縮材料沿管軸發(fā)生周向扭曲，同時(shí)沿軸向施加交變磁場(chǎng)，則沿圓周出現(xiàn)交變磁化的現(xiàn)象，可用于扭轉(zhuǎn)傳感器。二、聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用1、聲納系統(tǒng)電磁波常被用于通訊和探測(cè)等方面。但在水下它因衰減過(guò)快而無(wú)法利用，于是人們利用聲波及超聲波訊號(hào)來(lái)進(jìn)行水下通訊、探測(cè)、遙控等工作，聲納就成為潛艇的口、眼。早先采用的都是壓電材料，但它們有以下缺點(diǎn)：(1)機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)低，輸出功率低；(2)響應(yīng)頻率高，信號(hào)在水下衰減快、傳輸距離?。?3)在數(shù)千伏的高壓下工作，安全性差。自從大應(yīng)變和低響應(yīng)頻率的REFe2壓磁材料出現(xiàn)以來(lái)，聲納性能大大改善，海底探測(cè)距離已達(dá)到數(shù)千公里。應(yīng)用領(lǐng)域：海底通訊、海底測(cè)繪、海洋捕撈、礦藏勘探、油井測(cè)探、超聲鄰近傳感器、超聲焊接、超聲無(wú)損探傷、超聲全息攝像、超聲體外排石等等。三、力學(xué)傳感領(lǐng)域1、靜應(yīng)力傳感領(lǐng)域利用應(yīng)變導(dǎo)致磁特性的變化從而輸出電壓發(fā)生變化的現(xiàn)象，用于磁應(yīng)變傳感器檢測(cè)料斗的料位。把測(cè)力器放在料斗支持部位，與負(fù)載成比例的輸出電壓經(jīng)放大比較后自動(dòng)觸發(fā)上/下限位開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)料位的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制。2、振動(dòng)、沖擊應(yīng)力傳感器領(lǐng)域在機(jī)器人領(lǐng)域，通常的磁致伸縮器件原型有3種。以c為例，當(dāng)處于受力狀態(tài)時(shí)，x方向和y方向的磁場(chǎng)不再均勻分