磁材基础知识简介汇编

1、学习-好资料1.磁性材料简介磁性材料是指由过渡金属元素铁、钻、镍及其合金等组成的能够直接或间接 产生磁性的物质。根据物质在外磁场中表现出的特性，物质的磁性可分为五类：顺磁性、抗磁 性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性。我们把顺磁性和抗磁性物质称为弱磁性物质, 把铁磁性和亚铁磁性物质称为强磁性物质。通常所说的磁性材料是指强磁性物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为 软磁材料和硬磁材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料， 不容易去磁的物 质叫硬磁材料，也称为永磁材料。软硬磁材料最明显的区别就是矫顽力，一般来讲软磁材料的矫顽力较小，硬磁材料的矫顽力较大。通常软磁材料的矫顽力小于 80 A/m，而永磁材料

2、的矫顽力则大于 4000 A/m。磁性材料按使用又可分为软磁 材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材 料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料、旋磁材料以及磁性薄膜材料等。磁性材料的磁化过程可通过磁滞回线来表示。 图1和1分别为软磁材料和永 磁材料的磁滞回线。其中 Bs表示饱和磁感应强度，Br表示剩磁，He表示矫顽 力。图中可以看出，软磁材料和硬磁材料最明显的区别就在于， 硬磁材料的矫顽 力远大于软磁材料。TT瑤巴£心 HMMJ更多精品文档学习-好资料图1磁性材料的磁滞回线1:软磁材料的磁滞回线，1'硬磁材料的磁滞回线；He、He'矫顽力；B

3、s、 Bs':饱和磁感应强度；Br、Br'剩磁。1.1磁性材料各性能参数（1）饱和磁感应强度Bs：是指磁体被磁化至饱和状态时的磁感应强度，其大小 取决于材料的成分，与其他外在条件无关。它所对应的物理状态是材料内部的磁 化矢量整齐排列。（2）剩余磁感应强度Br:磁性材料经磁化至技术饱和，去掉外磁场后所保留的 表面场Br,称为剩余磁感应强度。简称剩磁，用 Br表示，单位为特斯拉（T）或 高斯（Gs）,换算关系为1 T=10000 Gs=（3） 矫顽力He：磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退 回

4、到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力。矫顽力单位是奥斯特（Oe）或千安咪（kA/m），1 kA/m=12.56 Oe。矫顽力反应了磁性材料抵抗退磁的能力。（4）居里温度Tc：也称磁性转变点，是指材料可以在铁磁和顺磁体之间改变的温度。当温度低于居里温度时物质表现为铁磁性，此时和材料有关的磁场很难改 变。当温度高于居里温度时物质表现为顺磁性。简单地说，居里温度就是材料失去磁性时的温度，即高于此温度时材料磁性消失。1.2软磁材料的主要技术指标软磁材料是指能够迅速响应外磁场的变化，且能低损耗地获得高磁感应强度 的材料，它既容易受外磁场磁化，又容易退磁。应用中，对软磁材料的主要技术 指标有以下要求：（1

5、）初始磁导率叫和最大磁导率Jmax要高。磁导率是表征材料的磁性、导磁性及磁化难易程度的一个磁学量，是软磁材料的重要参数。初始磁导率是磁中性状 态下磁导率的极限值，从使用要求看，主要是看起始磁导率叫。（2）（3）矫顽力He要小。软磁材料的基本性能要求是能快速地响应外磁场变化， 更多精品文档学习-好资料这就要求材料具有低矫顽力值。通常软磁材料的矫顽力约为10-1102 A/m。（4）（5） 饱和磁感应强度Bs要高。饱和磁感应强度是软磁材料的重要磁性参量。 通 常要求软磁材料具有高的饱和磁感应强度 Bs，这样不仅可以获得高的 比值，还 可以节省资源，实现磁性器件的小型化。材料的 Bs值一般不可能有较

6、大变动。（6）（7）功率损耗P要低。软磁材料多用于交流磁场，因此动态磁化造成的次损耗 不可忽视。动态磁化所造成的次损耗包括 3个部分：涡流损耗，磁滞损耗和剩余 损耗。随着交流磁场频率的增加，软磁材料动态磁化所造成的磁损耗增大。（8）高的稳定性。软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高，减落要 小，随时间的老化要尽可能小，以保证其长寿命工作于太空、海底、地下和其他 恶劣环境。高科技特别是高可靠工程技术的发展，要求软磁材料不但要具有高7、 低损耗等，更重要的是高稳定性。影响软磁材料稳定工作的因素有低温、潮湿、 电磁场、机械负荷、电离辐射等。在这些因素的影响下，软磁材料的基本特性参 数发生变化，

7、从而导致性能的变化。1.3永磁材料的主要技术指标永磁材料是指被外加磁场磁化以后，除去外磁场，仍能保留较强磁性的一类 材料。永磁材料被磁化到饱和以后，如果撤去外加磁场，在磁铁的两个磁极之间 的空隙中便产生恒定磁场，对外界提供有用的磁能。通常对永磁材料主要技术指 标有以下要求：（1）剩余磁感应强度Br要高。剩磁是表征永磁材料磁性能好坏的重要指标， 剩磁越高，磁性能越好。一般材料的饱磁只跟材料本身有关， 基本不随外界条件变 化。而剩磁则会受材料制备过程中的工艺条件的影响，因此可通过适当调整和改变工艺条件来提高永磁材料的剩磁。（2）（3）矫顽力He要高。永磁材料的矫顽力 He有两种定义：磁感矫顽力（H

8、eb） 和內禀矫顽力（Hej）。磁体在反向充磁时，使磁感应强度 B降为零时所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力，常用 Hcb表示。但此时磁体的磁化强度并不 为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消（对外磁感应强度表现为零）。此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。使磁体的磁化强度M降为零时所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力，常用Hcj表示。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的物理量。一般內禀矫顽力大于磁感矫顽力。在 磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。（4）（5）最大磁能积（BH）max要高。退磁曲线上任何一点 B和H的乘积即BH称为 磁能积，而BH的最大值及（BH

9、）max称之为最大磁能积。磁能积单位用 MGOe或 kJ/m3表示，换算关系为1MGOe=7.96 kJ/m3。磁能积是衡量磁体所储存能量大小 的重要参数之一。（BH）max越高的永磁体，产生同样的磁场所需的体积和质量就 越小。在相同体积和质量下，（BH）max越高的永磁体获得的磁场越高。因此，（BH） max 是评价永磁体磁性能的最主要指标。（6）（7）居里温度Tc要高。局里温度即磁体失去磁性的温度，当温度高于居里温度 时，永磁体便失去磁性。因此磁体的使用温度必须低于其居里温度，高居里温度则对应于高的使用温度。永磁体根据应用领域和使用环境的不同， 对其使用温度 要求也不相同，尤其是一些特殊环境，要求非常高的使用