磁性材料28663课件

五、磁性材料一、磁化和退磁1、磁化：钢铁物体与磁铁接触后显示磁性的现象叫做磁化。2、退磁：原来有磁性的物体，经过高温、剧烈振动或者遂渐减弱的交变磁场的作用就会失去磁性，这种现象叫做退磁3、铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金，还有一些氧化物，磁化后的磁性比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质4、解释：铁磁性物质磁化后有很强磁性（1）磁畴：铁磁性物质的结构与其他物质有所不同，它们本身就是由很多已经磁化的小区域组成，这些磁化的小区域叫做“磁畴”。硬磁性材料的应用

扬声器硬（永）磁直流步进电机6、软磁性材料：外磁场撤去后，没有的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。制电磁铁软磁材料的用途：主要用于导磁，可用作变压器、线圈、继电器等电子元件的导磁体。

变压器磁性传感器在传统工业中的应用磁性材料的应用生物界和医学界的磁应用军事领域的磁应用考古天文地址采矿界领域的磁应用在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振成像。利用磁性纳米材料表面功能基团与可识别病兆的功能分子进行耦联，是实现磁性纳米晶体在疾病鉴别诊断中应用的最可行的手段之一。生物医学隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的F117隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。电磁炮是把炮弹放在螺线管中，螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力将炮弹射出的一种新型武器“电磁式武器”。类似的还有电磁导弹等。军事领域地球是一块巨大的磁铁，磁性来自何处？它是自古就有的吗？它和地质状况有什么联系？宇宙中的磁场又是如何的？太阳黑子是太阳上磁场活动非常剧烈的区域。太阳黑子的爆发对我们的生活会产生影响，例如使得无线电通信暂时中断等。因此，研究太阳黑子对我们有重要意义。地磁的变化可以用来勘探矿床。由于所有物质均具有或强或弱的磁性，如果它们聚集在一起，形成矿床，那么必然对附近区域的地磁场产生干扰，使得地磁场出现异常情况。根据这一点，可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性，获得地磁图，对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步勘探，往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。电磁炉

电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场。这一随时间变化的磁场导致在金属煲内产生一感应电场。金属煲内的电子受电场影响进行运动。由于有电阻，电子运动时会放出大量热能，这些热能便可用作煮食。金属煲的电阻必须足够大，才能产生足够的热量，所以一般只能选用铁和不不锈钢煲，铜煲就不大可能，更不能用玻璃、陶瓷、塑料等。

特点：直接发热，热效率高达90%

炉面无明火，无烟无废气电磁火力强劲，安全可靠磁悬浮列车

上海磁悬浮列车平均时速300公里/小时，最高时速430公里/小时传统轮轨技术：速度低、噪音大磁悬浮技术：

采用磁力悬浮的方式，使列车悬浮在轨道上方行驶，具有如下优点：

•减少摩擦力，大幅度提高车辆的行驶速度；

•不会造成噪音或空气污染，并可提高能源的使用效率；

磁悬浮列车是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车。

磁悬浮列车原理

两种磁悬浮列车系统的结构示意图：(a)电磁型；(b)电动型•隐身飞机

F117隐形战斗机

为了躲避敌方雷达的监测，在飞机表面涂一层特殊的磁性材料－吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的。磁热效应与磁制冷磁制冷是利用自旋系统磁熵变的制冷方式，是一种以磁性材料为工质的全新的制冷技术。其基本原理是借助磁制冷材料的磁卡效应，即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而等温退磁时从外界吸取热量，达到制冷目的。TT+ΔTTT-ΔTΔQΔQAbsorbheatNSNS磁制冷的优点磁制冷机外型图优点:效率高噪音低体积小环保磁致伸缩效应

磁致伸缩效应：材料在电磁场的作用下可以产生微变形或声能；压磁效应：将微变形或声能转化为电磁能。

应用：在国防、航空航天和高技术领域应用极为广泛，如声纳与水声对抗换能器、线性马达、微位移驱动（如飞机机翼和机器人的自动调控系统），噪声与振动控制系统、海洋勘探与水下通讯、超声技术（医疗、化工、制药、焊接等）、燃油喷射系统等领域。它具有磁致伸缩值大，机械响应速度快和功率密度高特点。MTS磁致伸缩位移传感器：高精度、多种规格、长行程、非接触式测量模块组装、坚固耐用敏感元件平均无故障时间（MTBF）长达23年真正的绝对位置输出、无需重新标定或定期维适用于高温、高压、高振荡及空间狭小环境

安装方便、快捷，不需定期标定和维护

冶金工业连铸、冷热轧、AGC控制、模件成型等

5000年前：天然磁石(Fe3O4)

2300年前：天然磁石，“司南”，指南仪

1086年：沈括，《梦溪笔谈》，指南针

1119年：朱或，《萍洲可谈》，罗盘，航海

1405-1432年：郑和，指南仪，航海

1488-1521年：哥伦布，伽马，麦哲伦，指南仪，航海发现磁性材料的发展史

二十世纪1905：法国，郎之万基于统计力学理论解释了顺磁性随温度的变化。1907：法国，外斯提出分子场理论，扩展了郎之万的理论。1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有自旋相应的磁矩。

1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠定了现代磁学的基础。1936：苏联，郎道完成了巨著“理论物理学教程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和铁磁学的篇章。1936-1948：法国，奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性的概念和理论。

1967：奥地利，斯奈特在量子磁学的指导下发现了磁能积空前高的稀土磁体(SmCo5)，从而揭开了永磁材料发展的新篇章。1974：第二代稀土永磁Sm2Co17问世。1982：第三代稀土永磁Nd2Fe14B问世。1986年高温超导体，Bednortz-muller

1990：原子间隙磁体Sm-Fe-N问世。1991：德国，克内勒提出了双相复合磁体交换作用的理论基础，指出了纳米晶磁体的发展前景。磁学内容是不断与诺贝尔奖得主结缘的学科从1902年度的塞曼(P.Zeeman)洛论茨(H.A.Lorentz)到后来的居里夫妇(P.CurieandM.Curie)，爱因斯坦(A.Einstein)，玻尔(N.H.D.Bohr)，海森堡(W.K.Heisenberg)，斯特恩(O.Stern)，拉比(I.I.Rabi)，泡利(W.Pauli)，布洛赫(F.Bloch)，铂塞尔(E.M.Purcell)，库什(P.Kusch)，穆斯堡尔(R.L.Mössbauer)，朗道(L.D.Landau)，阿尔芬(H.O.G.Alfven)，奈尔(L.E.F.Neel)，范费莱克(J.H.VanVleck)，莫特(Sir.N.F.Mott)，菲利浦.安德逊(P.W.Anderson)，克里福德.沙尔(C.G.Shull)，伯特伦