磁性材料-第6章-技术磁化理论-磁性材料课件.ppt

1、磁性材料第二章 技术磁化理论第第1 1节节 技术磁化过程技术磁化过程2 2节节 反磁化过程反磁化过程第第2 2节静态磁参数分析节静态磁参数分析磁性材料第二章 技术磁化理论WeissWeiss分子场假说分子场假说自旋交换作用导致磁性体内部自旋交换作用导致磁性体内部存在分子场，从而产生自发磁化（存在分子场，从而产生自发磁化（M MS STT关系，以及居里关系，以及居里点的存在）点的存在）在未受外磁场作用时为什么绝大多数铁磁体不显示宏在未受外磁场作用时为什么绝大多数铁磁体不显示宏观磁性呢？观磁性呢？磁畴假说磁畴假说磁畴的概述：宽度约为磁畴的概述：宽度约为1010-3-3cmcm，包含，包含10101

2、414个磁性原子个磁性原子（从微观和宏观两种角度认识磁畴）（从微观和宏观两种角度认识磁畴）磁性材料第二章 技术磁化理论磁畴结构磁畴结构：磁畴的大小、：磁畴的大小、形状以及它们在铁磁体形状以及它们在铁磁体内的排布方式。研究磁内的排布方式。研究磁畴结构的形式及其在外畴结构的形式及其在外磁场中的变化是磁学的磁场中的变化是磁学的重要内容之一重要内容之一（1 1）了解铁磁体内部自）了解铁磁体内部自发磁化的分布；发磁化的分布；（2 2）为研究磁化过程提）为研究磁化过程提供理论依据供理论依据铁磁体为什么形成铁磁体为什么形成磁畴？磁畴的尺寸磁畴？磁畴的尺寸和结构与哪些因素和结构与哪些因素有关？有关？所有这一切

3、都是由所有这一切都是由铁磁体系统内的总自由能等于极小铁磁体系统内的总自由能等于极小值所决定的值所决定的。具体而言，铁磁体磁畴结构的形成以及。具体而言，铁磁体磁畴结构的形成以及磁化过程中磁化曲线、磁滞回线上的每一点都代表铁磁化过程中磁化曲线、磁滞回线上的每一点都代表铁磁体的磁体的平衡状态平衡状态，而从热力学的观点来看，在平衡状，而从热力学的观点来看，在平衡状态下，系统的总自由能等于极小值态下，系统的总自由能等于极小值磁性材料第二章 技术磁化理论第第1 1节节 技术磁化技术磁化Technical MagnetizationTechnical Magnetization磁性材料第二章 技术磁化理论铁

4、磁性物质的基本特征：铁磁性物质的基本特征： （1 1）、铁磁性物质内存在）、铁磁性物质内存在按磁畴分布的自发磁化按磁畴分布的自发磁化 （2 2）、铁磁性物质的）、铁磁性物质的磁化率磁化率 很大很大 （3 3）、铁磁性物质的）、铁磁性物质的磁化强度与磁化磁场强度之间不是磁化强度与磁化磁场强度之间不是单值函数关系，显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率单值函数关系，显示磁滞现象，具有剩余磁化强度，其磁化率都是磁场强度的函数都是磁场强度的函数 （4 4）、铁磁性物质有一个）、铁磁性物质有一个磁性转变温度磁性转变温度- -居里温度居里温度T TC C （5 5）、铁磁性物质在磁化过程中，表现为）、铁

5、磁性物质在磁化过程中，表现为磁晶各向异性磁晶各向异性和磁致伸缩现象和磁致伸缩现象磁性材料第二章 技术磁化理论1 1、一些基本概念：、一些基本概念：磁化过程：指处于磁中性状态的强磁性体在外磁场的作用下，磁化过程：指处于磁中性状态的强磁性体在外磁场的作用下，其其磁化状态随外磁场发生变化的过程磁化状态随外磁场发生变化的过程，分为，分为静态磁化过程静态磁化过程和和动态动态磁化过程磁化过程p 当当磁场作准静态变化磁场作准静态变化时，称为静态磁化过程（又分为时，称为静态磁化过程（又分为技术磁化和内禀磁化）；技术磁化和内禀磁化）；p 当磁场作动态变化时，称为动态磁化过程当磁场作动态变化时，称为动态磁化过程技

6、术磁化：指施加技术磁化：指施加准静态变化磁场准静态变化磁场于强磁体，使其自发磁化的于强磁体，使其自发磁化的方向通过方向通过磁化矢量磁化矢量M M的转动或磁畴移动而指向磁场方向的过程的转动或磁畴移动而指向磁场方向的过程磁性材料第二章 技术磁化理论2 2、磁化曲线的基本特征：、磁化曲线的基本特征：铁磁性、亚铁磁性磁化曲线为铁磁性、亚铁磁性磁化曲线为复杂函数关系复杂函数关系H起始磁化区起始磁化区陡峭区陡峭区趋近饱和区趋近饱和区Rayleigh区区M顺磁磁化区顺磁磁化区强磁体的磁化曲线可分为五个特征区域：强磁体的磁化曲线可分为五个特征区域：（1 1）、起始磁化区（可逆磁化区域）、起始磁化区（可逆磁化区

7、域） M M i iH H B B 0 0 i iH H （ i i1+ 1+ i i）（2 2）、）、RayleighRayleigh区：仍属弱场范围，区：仍属弱场范围，其磁化曲线规律经验公式：其磁化曲线规律经验公式： iiiMHbH (bHBHbH b 220)( :瑞瑞利利常常）磁性材料第二章 技术磁化理论（3 3）、陡峭区）、陡峭区 中等场中等场H H范围，范围，M M变化很快。变化很快。 特点是特点是不可逆磁化过程不可逆磁化过程，发，发生巴克豪森跳跃的急剧变化，其生巴克豪森跳跃的急剧变化，其 与与 均很大且达到最大值均很大且达到最大值又称又称最大磁导率区最大磁导率区（4 4）、趋近饱

8、和磁化区）、趋近饱和磁化区 较强较强H H，M M变化缓慢，逐渐趋于技术磁化饱和。符合变化缓慢，逐渐趋于技术磁化饱和。符合趋于饱和定律：趋于饱和定律：spabMMHHH 21其中其中a a、b b与材料形状有关与材料形状有关（5 5）、顺磁磁化区）、顺磁磁化区 需极高的需极高的H H，难以达到。在技术磁化中不予考虑，难以达到。在技术磁化中不予考虑磁性材料第二章 技术磁化理论3 3、磁化过程的磁化机制：、磁化过程的磁化机制： 若磁体被磁化，则沿外磁场若磁体被磁化，则沿外磁场强度强度H H上的磁化强度上的磁化强度M MH H可以表示为：可以表示为：SiiiHM VMV0cos 当外磁场强度当外磁场

9、强度H H发生微小的变化发生微小的变化H H，则相应的磁，则相应的磁化强度的改变化强度的改变M MH H可表示为：可表示为：SiiSiiiiSHiMVM VVMMV0coscoscos 畴壁位移畴壁位移磁化过程磁化过程磁畴转磁畴转动磁化动磁化过程过程顺磁磁顺磁磁化过程化过程HdisplacementrotationparamagneticMMMM 磁性材料第二章 技术磁化理论即技术磁化过程为即技术磁化过程为畴壁位移畴壁位移和和磁畴转磁畴转动动两种基本磁化机制两种基本磁化机制displacementrotationHdisplacementrotationMMMHHH Hdisplacement

10、rotation MMM 强磁性材料被磁化，实质上是材料受外磁场强磁性材料被磁化，实质上是材料受外磁场H H的作的作用，其用，其内部的磁畴结构内部的磁畴结构发生变化，也即是磁体内部总能量发生变化，也即是磁体内部总能量的平衡分布重新调整过程的平衡分布重新调整过程磁性材料第二章 技术磁化理论技术磁化过程大致可以分为三个阶段：技术磁化过程大致可以分为三个阶段： （i i）、可逆畴壁位移磁化阶段（）、可逆畴壁位移磁化阶段（弱场范围内弱场范围内）：）： 若若H H退回到零，其退回到零，其M M也趋于零。（多见于也趋于零。（多见于金属软磁材料金属软磁材料和和磁导率磁导率 较高较高的铁氧体中）的铁氧体中）

11、（iiii）、不可逆畴壁位移磁化阶段（）、不可逆畴壁位移磁化阶段（中等磁场范围内中等磁场范围内） 即有即有Barkhausen jumps Barkhausen jumps 发生发生 （iiiiii）、磁畴磁矩的转动磁化阶段（）、磁畴磁矩的转动磁化阶段（较强磁场范围内较强磁场范围内） 此时样品内畴壁位移已基本完毕，要使此时样品内畴壁位移已基本完毕，要使M M增加，只有靠磁增加，只有靠磁畴磁矩的转动来实现。一般情况下，可逆与不可逆磁畴转动同时发畴磁矩的转动来实现。一般情况下，可逆与不可逆磁畴转动同时发生于这个阶段生于这个阶段磁性材料第二章 技术磁化理论磁性材料第二章 技术磁化理论第第2 2节节

12、反磁化过程反磁化过程Reversal of Magnetizing ProcessReversal of Magnetizing Process磁性材料第二章 技术磁化理论反磁化过程：铁磁体从一个方向饱和磁化反磁化过程：铁磁体从一个方向饱和磁化状态变为相反方向的技术饱和磁化状态的状态变为相反方向的技术饱和磁化状态的过程；过程；主要特征主要特征磁滞现象（磁化强度磁滞现象（磁化强度M M随随H H变变化中出现滞后的现象）化中出现滞后的现象）来自于不可逆来自于不可逆磁化过程磁化过程实验证明，一般的磁性材料除在实验证明，一般的磁性材料除在极低的磁极低的磁场场或或极高磁场以外极高磁场以外，在不同大小的磁

13、场作，在不同大小的磁场作用下反复磁化均可得到相应的磁致回线，用下反复磁化均可得到相应的磁致回线，而其中最大的回线就是而其中最大的回线就是饱和磁滞回线（饱和磁滞回线（H Hc c、M Mr r）磁性材料第二章 技术磁化理论与磁化过程一样，反磁化中也存在可逆与与磁化过程一样，反磁化中也存在可逆与不可逆磁化不可逆磁化过程过程反磁化过程中，磁滞形成的根本原因主要反磁化过程中，磁滞形成的根本原因主要由于铁磁体内存由于铁磁体内存在应力起伏、杂质以及广义磁各向异性引起不可逆磁化过程在应力起伏、杂质以及广义磁各向异性引起不可逆磁化过程；所以磁滞与反磁化过程中的阻力分布有密切的关系；所以磁滞与反磁化过程中的阻力

14、分布有密切的关系；磁滞的机制肯定包括下面两种：（磁滞的机制肯定包括下面两种：（1 1）在畴壁不可逆位移过）在畴壁不可逆位移过程中，由应力和杂质所引起的磁滞；（程中，由应力和杂质所引起的磁滞；（2 2）在磁畴不可逆转动）在磁畴不可逆转动过程中，由磁各向异性能所引起的磁滞。过程中，由磁各向异性能所引起的磁滞。磁性材料第二章 技术磁化理论与技术磁化过程不同，反磁化过程是从与技术磁化过程不同，反磁化过程是从技术饱和磁化状态开技术饱和磁化状态开始始的（似乎不存在磁畴结构）；的（似乎不存在磁畴结构）；反磁化过程产生磁滞的第三种机理：反磁化过程产生磁滞的第三种机理：反磁化核的成长过程反磁化核的成长过程 （晶

15、格的点缺陷、面缺陷对畴壁的钉扎也是引起磁滞的另一种（晶格的点缺陷、面缺陷对畴壁的钉扎也是引起磁滞的另一种重要机制）重要机制）一般来说，软磁材料中主要是由一般来说，软磁材料中主要是由不可逆畴壁位移导致磁滞不可逆畴壁位移导致磁滞，而某些单畴颗粒材料中，磁滞主要是由而某些单畴颗粒材料中，磁滞主要是由不可逆畴转磁化过程来不可逆畴转磁化过程来决定决定；同时在有些材料中，反磁化是通过；同时在有些材料中，反磁化是通过反磁化核的生长来实反磁化核的生长来实现现，因此其磁滞主要决定于反磁化核生长的阻力，因此其磁滞主要决定于反磁化核生长的阻力磁性材料第二章 技术磁化理论磁性材料第二章 技术磁化理论 注意：矫顽力注意

16、：矫顽力H Hc c和剩余磁化强度和剩余磁化强度M Mr r是磁滞回线上的是磁滞回线上的物理量，而矫顽力物理量，而矫顽力H HC C是表征磁滞的主要磁学量，在一级近似是表征磁滞的主要磁学量，在一级近似下，下，H Hc c可看作不可逆磁化过程的临界磁场可看作不可逆磁化过程的临界磁场H H0 0的平均值来进行的平均值来进行计算，即：计算，即：cHH 0其物理意义就是相应于铁磁体中大量地进行其物理意义就是相应于铁磁体中大量地进行反磁化的平均磁场反磁化的平均磁场；即当外磁场达到即当外磁场达到H H0 0时，铁磁体内的不可逆磁化过程已大部分进时，铁磁体内的不可逆磁化过程已大部分进行完了行完了研究反磁化问

17、题的核心就是计算矫顽力研究反磁化问题的核心就是计算矫顽力磁性材料第二章 技术磁化理论19可编辑可编辑磁性材料第二章 技术磁化理论第第3 3节节 静态磁参数分静态磁参数分析析Analysis of Static Magnetic Analysis of Static Magnetic ParametersParameters磁性材料第二章 技术磁化理论 起始磁化率起始磁化率 i i是是软磁材料工作在弱磁场中软磁材料工作在弱磁场中的一个重要磁性的一个重要磁性参数，也是参数，也是电讯工程技术上应用磁性材料性能的重要指标；电讯工程技术上应用磁性材料性能的重要指标； 技术磁化理论中的起始磁化率的共同特点

18、：与材料的饱技术磁化理论中的起始磁化率的共同特点：与材料的饱和磁化强度和磁化强度M MS S的平方成正比，而与材料内部存在的的平方成正比，而与材料内部存在的 S S 、K K1 1和杂质浓和杂质浓度度 成反比；即与很多因素有关，如杂质、气孔以及晶粒大小、取成反比；即与很多因素有关，如杂质、气孔以及晶粒大小、取向和排列等有密切关系；向和排列等有密切关系； 目前的磁化理论还不能精确计算起始磁化率目前的磁化理论还不能精确计算起始磁化率 i i ，但如果，但如果要想获得高的起始磁化率必须从材料的四个方面来考虑：（要想获得高的起始磁化率必须从材料的四个方面来考虑：（1 1）材料）材料的磁化强度的磁化强度

19、M MS S；（；（2 2）材料的）材料的K K1 1和和 S S；（；（3 3）材料晶体结构的完整性；）材料晶体结构的完整性；（4 4）材料组成成分的均匀性）材料组成成分的均匀性 磁性材料第二章 技术磁化理论（一）、材料的饱和磁化强度（一）、材料的饱和磁化强度M MS S：磁化理论决定的起始磁化率磁化理论决定的起始磁化率 i i均与均与M Ms s2 2成正比，所以提高成正比，所以提高M MS S的大的大小有利于获得高的小有利于获得高的 i i；在软磁材料中可以选择适当的配方成分以后，确实可以提高材在软磁材料中可以选择适当的配方成分以后，确实可以提高材料的料的M MS S值；值；M MS S

20、值一般不可能变动很大值一般不可能变动很大 ，且提高，且提高M MS S后不一定能够同时保证后不一定能够同时保证低的低的K K1 1和和 S S等等所以改变所以改变M MS S的大小并不是提高起始磁化率的大小并不是提高起始磁化率 i i的最有效的方法的最有效的方法 磁性材料第二章 技术磁化理论（二）、磁晶各向异性常数（二）、磁晶各向异性常数K K1 1和磁致伸缩系数和磁致伸缩系数 S S：控制控制 S S 和和K K1 1是改善起始磁化率是改善起始磁化率 i i的一个重要途径（无论是在畴的一个重要途径（无论是在畴壁位移还是在畴转磁化过程中）壁位移还是在畴转磁化过程中）例如例如Fe-NiFe-Ni

21、合金的合金的K K1 1和和 S S随其成分及结构不同而变化，而且可以随其成分及结构不同而变化，而且可以在在很大范围内变化其大小和符号很大范围内变化其大小和符号 可能使可能使K K1 1和和 S S很小，甚至可以使很小，甚至可以使K K1 10 0和和 S S0 0。如含。如含78.578.5NiNi的的Fe-NiFe-Ni坡莫坡莫合金，经过双重热处理后可使其起始合金，经过双重热处理后可使其起始磁导率增高到磁导率增高到10104 4 磁性材料第二章 技术磁化理论对于软磁铁氧体材料，控制对于软磁铁氧体材料，控制材料中几种成分的适当比例，材料中几种成分的适当比例，可以制成可以制成K K1 1和和

22、S S较低的复合较低的复合铁氧体材料铁氧体材料，通常采用加入，通常采用加入ZnOZnO和过铁配方以达到同时和过铁配方以达到同时降低降低K K1 1和和 S S值的目的值的目的 一般尖晶石铁氧体材料的一般尖晶石铁氧体材料的K K1 100和和 S S000的的CoFeCoFe2 2O O4 4或或 S S00的的FeFe3 3O O4 4均可达到降低均可达到降低K K1 1和和 S S的目的的目的 磁性材料第二章 技术磁化理论（三）、内应力和掺杂及其分布：（三）、内应力和掺杂及其分布： 方案：方案：尽量减少材料中的杂质含量和内应力的分布尽量减少材料中的杂质含量和内应力的分布，主要，主要通过选择原

23、料纯度、控制烧结温度以及热处理条件来实现通过选择原料纯度、控制烧结温度以及热处理条件来实现 例如：铁氧体材料，若选择原料纯度高、活性好、适当的例如：铁氧体材料，若选择原料纯度高、活性好、适当的烧结温度和时间、热处理条件就可以使烧成的材料结构均匀、晶粒烧结温度和时间、热处理条件就可以使烧成的材料结构均匀、晶粒大小适当，杂质和空隙较少；金属软磁材料，通过选择成分、原料大小适当，杂质和空隙较少；金属软磁材料，通过选择成分、原料纯度、控制熔炼过程的温度和时间以及热处理条件等，可以得到单纯度、控制熔炼过程的温度和时间以及热处理条件等，可以得到单相、无气泡、杂质少以及低的残余应力相、无气泡、杂质少以及低的

24、残余应力 实践证明，热处理对于材料结构和微结构影响很大，因实践证明，热处理对于材料结构和微结构影响很大，因而可能影响到而可能影响到K K1 1和和 S S的性质，如对于的性质，如对于 S S大的材料要注意降低内应力，大的材料要注意降低内应力，而而K K1 1大的材料则要尽量减少杂质的含量大的材料则要尽量减少杂质的含量 磁性材料第二章 技术磁化理论（四）控制晶粒尺寸的大小：（四）控制晶粒尺寸的大小：若材料晶粒大，晶界对畴壁位移的阻滞较小；若材料晶粒大，晶界对畴壁位移的阻滞较小；实验已证明，起始磁化率随晶粒尺寸的增大而升高，且随着晶实验已证明，起始磁化率随晶粒尺寸的增大而升高，且随着晶粒尺寸大小的

25、不同，对起始磁化率粒尺寸大小的不同，对起始磁化率 i i的贡献的磁化机制也不同；的贡献的磁化机制也不同；如如MnZnMnZn铁氧体材料，当其晶粒在铁氧体材料，当其晶粒在5 5 m m 以下时，磁导率约为以下时，磁导率约为500500左右，这时晶粒近似为单畴，其贡献是以畴转磁化为主，若晶粒左右，这时晶粒近似为单畴，其贡献是以畴转磁化为主，若晶粒尺寸在尺寸在5 5 m m以上时，已不是单畴，将会发生畴壁位移，其磁导率以上时，已不是单畴，将会发生畴壁位移，其磁导率增大为增大为30003000以上以上 磁性材料第二章 技术磁化理论晶粒的尺寸大小一般要受到烧结晶粒的尺寸大小一般要受到烧结条件及热处理的影

26、响，提高铁氧条件及热处理的影响，提高铁氧体烧结温度，可以使晶粒长大，体烧结温度，可以使晶粒长大，有利于提高磁导率，但烧结温度有利于提高磁导率，但烧结温度过高，会使材料内部某些元素挥过高，会使材料内部某些元素挥发而产生大空隙和应力，对提高发而产生大空隙和应力，对提高磁导率产生不利的一面磁导率产生不利的一面 （五）材料的织构化（五）材料的织构化利用利用 i i的各向异性特点来改进磁性的各向异性特点来改进磁性材料的磁特性的一种特殊方法，分材料的磁特性的一种特殊方法，分结晶织构结晶织构和和磁畴织构磁畴织构两种方法；两种方法；结晶织构：将各晶粒易磁化轴排列结晶织构：将各晶粒易磁化轴排列在同一个方向上，若

27、沿该方向磁化在同一个方向上，若沿该方向磁化可获得高的可获得高的 i i ；磁畴织构：使磁畴沿磁场方向取向磁畴织构：使磁畴沿磁场方向取向排列，从而提高排列，从而提高 i i 磁性材料第二章 技术磁化理论剩余磁化强度剩余磁化强度M MR R的大小，决定的大小，决定于材料从饱和磁化降到于材料从饱和磁化降到H H0 0的的反磁化过程中反磁化过程中磁畴结构的变化磁畴结构的变化；它是反磁化过程中它是反磁化过程中不可逆磁化不可逆磁化的标志的标志，也是决定磁滞回线形，也是决定磁滞回线形状大小的一个重要物理量状大小的一个重要物理量剩余磁化状态剩余磁化状态：铁磁体磁化至：铁磁体磁化至饱和后，再将外磁场减退至零饱和

28、后，再将外磁场减退至零的状态，即的状态，即H H0 0，而，而M M 0 0的磁的磁化状态；一般可以理解为铁磁化状态；一般可以理解为铁磁体磁化至饱和后，在反磁化过体磁化至饱和后，在反磁化过程中保留了程中保留了大量不可逆的磁化大量不可逆的磁化部分部分，而，而退掉了在退掉了在H 0H 0区域区域中的可逆磁化部分中的可逆磁化部分磁性材料第二章 技术磁化理论HMABCODC以由以由单轴各向异性晶粒单轴各向异性晶粒组成的多晶体为例组成的多晶体为例说明剩余磁化的磁畴结构变化示意图说明剩余磁化的磁畴结构变化示意图在多晶体中，假设晶粒的单易磁化轴在多晶体中，假设晶粒的单易磁化轴是均匀分布的，当多晶体在某个方向

29、是均匀分布的，当多晶体在某个方向磁化饱和后，再将外磁场降为零，由磁化饱和后，再将外磁场降为零，由于于不可逆磁化不可逆磁化的存在，各个晶粒内的的存在，各个晶粒内的磁矩不是磁矩不是从饱和磁化方向回到自己原从饱和磁化方向回到自己原来的易磁化轴方向来的易磁化轴方向，而是只，而是只回到各自回到各自最靠近外磁场方向上的那些易磁化轴最靠近外磁场方向上的那些易磁化轴方向方向，所以磁矩均匀分布在半球内，所以磁矩均匀分布在半球内则在原来磁场方向上保留的剩则在原来磁场方向上保留的剩磁大小可近似为磁大小可近似为M MR RM MS Scoscos ，其中其中 为外磁场与每个晶粒的为外磁场与每个晶粒的易磁化轴间的夹角易

30、磁化轴间的夹角磁性材料第二章 技术磁化理论H HM MB BB BH HC CM MH HC C磁感矫顽力磁感矫顽力B BH HC C：在：在B BH H磁滞回线上，使磁滞回线上，使B B0 0的磁场强度的磁场强度; ;内禀矫顽力内禀矫顽力M MH HC C：在：在M MH H磁滞回线上，使磁滞回线上，使M M0 0的磁场强度的磁场强度; ;通常情况下，通常情况下，MCBCHH 1 1、两种矫顽力的定义：、两种矫顽力的定义：磁性材料第二章 技术磁化理论2 2、各种因素决定的矫顽力、各种因素决定的矫顽力H Hc c：（1）、对畴壁位移的阻力）、对畴壁位移的阻力 a、内应力理论、内应力理论 HCH

31、0 S / 0MS b、含杂理论、含杂理论 HCH0 2/3 / 0MS（2）、对畴转过程的阻力）、对畴转过程的阻力 a、磁晶各向异性、磁晶各向异性 HCH0K1 / 0MS b、应力各向异性、应力各向异性 HCH0 S / 0MS c、形状各向异性、形状各向异性 HCH0(N2-N1)MS磁性材料第二章 技术磁化理论3 3、控制矫顽力、控制矫顽力H HC C大小的有效途径：大小的有效途径：软磁软磁H HC C要小，而硬磁要小，而硬磁H HC C要大，如何做到这一点呢？采用什么途径要大，如何做到这一点呢？采用什么途径呢？呢？根本出发点：根据决定矫顽力根本出发点：根据决定矫顽力H HC C的的磁

32、滞机理理论磁滞机理理论，在工艺制作中，在工艺制作中控制影响控制影响H HC C大小的各种因素大小的各种因素（1 1）、如何提高矫顽力）、如何提高矫顽力H HC C：a a、增强对、增强对畴转磁化畴转磁化的阻力的阻力通过畴转获得高矫顽力通过畴转获得高矫顽力H HC C的的必要条必要条件件为使材料形成单畴颗粒，其为使材料形成单畴颗粒，其充分充分条件条件则是提高材料的磁各向异性则是提高材料的磁各向异性b b、提高对、提高对畴壁位移畴壁位移的阻力的阻力基本方向：增大内应力的起基本方向：增大内应力的起伏分布和增加杂质的体积浓伏分布和增加杂质的体积浓度，同时若提高材料的度，同时若提高材料的 S S和和K

33、K1 1将更有效将更有效磁性材料第二章 技术磁化理论误区：认为高矫顽力误区：认为高矫顽力H HC C的材料一定是单畴结构，且由位移磁的材料一定是单畴结构，且由位移磁化过程所决定的往往不高化过程所决定的往往不高6060年代以后，对铁氧体永磁材料年代以后，对铁氧体永磁材料的磁畴结构研究发现，其反磁化的磁畴结构研究发现，其反磁化过程是过程是以反磁化核生长而通过畴以反磁化核生长而通过畴壁位移进行壁位移进行的，可以获得的，可以获得H HC C高达高达约约10106 6/4/4 (A/m) (A/m)7070年代以来，针对高年代以来，针对高K K1 1的稀土合的稀土合金研究，发展了畴壁位移阻力的金研究，发

34、展了畴壁位移阻力的理论，提出了畴壁钉扎的概念来理论，提出了畴壁钉扎的概念来解释稀土永磁合金高解释稀土永磁合金高H HC C的来源问的来源问题如题如SmCoSmCo5 5材料材料H HC C高达约高达约4 410106 6 (A/m)(A/m)总之，提高对反磁化核生长的阻滞以及畴壁位移的阻滞总之，提高对反磁化核生长的阻滞以及畴壁位移的阻滞是提高矫顽力是提高矫顽力的普适方法之一的普适方法之一磁性材料第二章 技术磁化理论（）、如何降低矫顽力（）、如何降低矫顽力H HC C：软磁材料要求矫顽力软磁材料要求矫顽力H HC C越小越好，一般其越小越好，一般其H HC C为为0.10.1100 100 A/

35、mA/m的数量级，显然不是单畴颗粒材料所为的数量级，显然不是单畴颗粒材料所为; ;软磁材料的反磁化过程是通过畴壁位移来进行的；软磁材料的反磁化过程是通过畴壁位移来进行的；降低降低H HC C的总体原则：降低内应力起伏、杂质浓度含量以及的总体原则：降低内应力起伏、杂质浓度含量以及其它缺陷分布；其它缺陷分布；若内应力不易消除，则应注意降低若内应力不易消除，则应注意降低 S S；若杂质较多，则应；若杂质较多，则应注意降低注意降低K K1 1值（与提高起始磁化率的方法一致）值（与提高起始磁化率的方法一致）磁性材料第二章 技术磁化理论1 1、（、（BHBH）maxmax的理论值：的理论值：HMOMrM

36、HC内禀退磁曲线内禀退磁曲线HBOBrB HC磁感退磁曲线磁感退磁曲线基本特征：基本特征：M Mr r= =M MS S，M MH HC C M MS S B Br r= =B BS S= = 0 0M MS S，B BH HC C= =M MS S理想退磁曲线方程仍可以表示为：理想退磁曲线方程仍可以表示为： SSSS211SBHMBHHMHd BHBHHBdHMMHBB ,HMBH0011m0maaxx0110;224 由由可可知知，的的和和：判别一种永磁判别一种永磁材料是否有发材料是否有发展潜力的理论展潜力的理论依据依据磁性材料第二章 技术磁化理论2 2、（、（BHBH）maxmax的确定

37、：的确定：HBOBrB HC磁感退磁曲线磁感退磁曲线B B1 1H H1 1rCBBHH 1 11 1近近似似有有：磁性材料第二章 技术磁化理论3 3、H HC C、B Br r、（、（BHBH）maxmax的关系：的关系：永磁材料的三个重要磁性参数永磁材料的三个重要磁性参数H HC C、B Br r以及（以及（BHBH）maxmax彼此之间彼此之间是有联系的，是有联系的，若要想若要想H HC C的数值的数值大，则大，则B Br r的数值必须要高的数值必须要高，而，而H HC C和和B Br r高了，则（高了，则（BHBH）maxmax就会就会很大，因此很大，因此B Br r的数值大小将直的数

38、值大小将直接影响到接影响到H HC C和（和（BHBH）maxmax的数值的数值大小大小由由B B= = 0 0( (H H+ +M M) )，当，当H H=0=0时，有：时，有： B BR R= = 0 0M MR R而当而当B = 0B = 0时，时， 0 0( (B BH HC C+M+M1 1) )=0=0 B BH HC C = M= M1 1显然显然M M1 1 M MR R，则，则因此，只有因此，只有B Br r很大时，很大时，B BH HC C才有可能很才有可能很大，而大，而B BR R要大的话就要求要大的话就要求M MR R要大要大 BCSrHMMB0010磁性材料第二章 技术磁化理论38可编辑可编辑