磁性材料的研究与应用

四川大学化工学院 功能材料

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有机磁性材料研究综述

摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点，因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况，及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。

关键词：有机磁性材料 结构型 复合型

Review on the research of organic magnetic material

Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because

of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional

magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad

application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and

research status of high polymer organic magnetic materials’ compounds, classification and its

application prospect.

Key word: organic magnetic material intrinsic complex

磁性材料

引言

磁性材料作为重要的基础功能材料，已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及

人们日常生活的各个领域，对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫

顽力的高低，对磁性材料进行分类：矫顽力大于1000A／m则称为硬磁材料，当硬磁材料受

到外磁场磁化后，去掉外磁场仍能保留较高的剩磁，因此又称之为永磁材料或恒磁材料；矫

顽力小于lOOA／m则称为软磁材料；矫顽力100A／m

磁性材料从形态上讲。包括粉体材料、液体材料、块体材料、薄膜材料等。磁性材料的应

用很广泛，可用于电声、电信、电表、电机中，还可作记忆元件、微波元件等。可用于记录

语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性

卡等。

1永磁材料

永磁材料的发展经历了从无机到有机、固态到液态、宏观到介观、电子磁有序到核磁有

序强磁材料、单一型到复合型、并且显现出优异的磁性能和综合特性。

1.1永磁材料的发展历史

永磁材料又称硬磁材料，是历史上发现最早、应用也最早的强磁材料。人们对物质磁性

的认识源远流长，据传说，公元前4世纪黄帝大战蛋尤于琢鹿，迷雾漫天，伸手不见五指，

黄帝利用磁石指南的特性，制备了能指示方向的原始型的指南器，遂大获全胜。古时的磁石

为天然的磁铁矿，其主要成分为Fc304，古代取名为慈石，所谓“慈石吸铁，母子相恋”十

分形象地表征磁性物体间的互相作用。

永磁材料一般可分为:稀土永磁材料、金属永磁材料、铁氧体永磁材料及其他永磁材料。其

中，铁氧体永磁材料自20世纪50年代批量生产以来，尽管综合磁性能较低，但发展势头十

分迅猛，2仪K]年的产值为26亿美元，占整个永磁材料产值的40%左右，预计在今后较长

的一段时间内，它仍将是应用广泛、需求量很大的一类永磁材料。而稀土永磁材料的问世，

使永磁材料的性能突飞猛进，稀土永磁材料发展到今天，己经经历了Sm伪5、SmZCol7、NdZFcl4B等三个发展阶段。2以刃年稀土永磁材料的产值为34亿美元，占整个永磁材料产

磁学中的铁磁材料的磁畴结构和磁畴壁研究

引言：

磁学是物理学的一个重要分支，研究物质的磁性质及其产生的磁场。其中，铁磁材料是磁学研究的重要对象之一。铁磁材料在外加磁场下会形成磁畴结构，而磁畴壁则是磁畴之间的界面。本文将探讨铁磁材料的磁畴结构和磁畴壁的研究进展。

一、铁磁材料的磁畴结构

铁磁材料的磁畴结构是指在无外加磁场时，铁磁材料内部的磁化状态。磁畴是一种微观尺度的磁化区域，每个磁畴内的磁矩方向相同，但不同磁畴之间的磁矩方向可以不同。在无外加磁场时，铁磁材料中的磁畴呈现出自发磁化的状态，这是由于材料内部存在着磁各向异性。

二、磁畴壁的研究

磁畴壁是相邻磁畴之间的过渡区域，也是铁磁材料中磁畴结构的重要组成部分。磁畴壁的研究对于理解铁磁材料的磁性质具有重要意义。

1. 磁畴壁的结构

磁畴壁的结构可以分为布洛赫型和诺德沃尔型两种。布洛赫型磁畴壁是指磁畴壁内部的磁化方向与磁畴内部的磁化方向相互垂直，而诺德沃尔型磁畴壁则是指磁畴壁内部的磁化方向与磁畴内部的磁化方向平行。

2. 磁畴壁的性质

磁畴壁的宽度是研究磁畴壁性质的重要参数之一。磁畴壁的宽度决定了磁畴结构的稳定性，宽度越大，磁畴结构越稳定。此外，磁畴壁的移动速度也是研究的重点之一。磁畴壁的移动速度与外界条件、材料性质等因素有关，研究磁畴壁的移动速度可以帮助我们了解材料的磁性质。 三、磁畴结构和磁畴壁的应用

磁畴结构和磁畴壁的研究不仅仅是学术领域的基础研究，还具有广泛的应用前景。

1. 磁存储器件

磁存储器件是利用铁磁材料的磁畴结构和磁畴壁来实现信息的存储和读取。磁畴壁的移动可以改变磁畴结构，从而实现信息的写入和擦除。

2. 磁传感器

磁传感器是利用铁磁材料的磁性质来检测磁场的变化。磁畴结构和磁畴壁的研究可以帮助我们设计出更加敏感和稳定的磁传感器。

3. 磁性材料的设计和合成

磁畴结构和磁畴壁的研究可以为我们设计和合成具有特定磁性质的材料提供指导。通过调控磁畴结构和磁畴壁的特性，可以实现对材料磁性质的精确控制。

钕的性质及应用价值是什么

钕是一种重要的稀土元素，其性质和应用价值在科学研究、工业生产、医学等领域都有广泛的应用。下面将详细介绍钕的性质及应用价值。

首先，钕是一种银白色的金属，具有较高的熔点和沸点。它是自然界中存在的稀土元素之一，以氧化物形式分布广泛。钕在室温下较为稳定，不会与水和大多数非氧化性酸发生反应，但遇到强氧化剂时会被氧化。

钕具有以下几个重要的性质：

1.磁性：钕是一种非常强大的磁性材料，它是目前唯一能制造出超导钕磁体的元素。超导钕磁体在计算机、MRI（磁共振成像）等设备中有着广泛的应用。

2.质子交换性质：钕具有较强的质子交换能力，它可以与酸或水接触后释放出氢气，这使得钕可以应用于氢存储、氢能源的利用和制造高纯度的氢气。

3.辐射治疗：钕被广泛应用于医学领域，特别是肿瘤治疗。钕可以作为放射源用于治疗肿瘤，其高能辐射能够杀死癌细胞，并对人体周围组织的伤害较小。

4.稳定性：钕具有良好的抗腐蚀性和较高的化学稳定性，因此广泛用于合金制备。在航空航天、汽车和军事等领域，钕合金可以增强材料的强度和耐磨性。

5.荧光性质：钕具有优良的荧光性质，可以发出可见光和红外线辐射。这使得钕在光学和电子器件中有着广泛的应用，比如荧光灯、激光器、红外线红外传感器等。

除了上述性质外，钕还具有其他重要的应用价值。

第一，钕在磁性材料领域有着重要的应用价值。钕磁体是目前最好的永磁材料之一，广泛应用于电机、发电机、声学设备等。钕磁体的高磁能密度和较高的工作温度使其成为制造高效能量转换设备的理想材料。

第二，钕在催化剂和催化剂载体领域有着重要的应用价值。钕催化剂在化学反应中具有优良的催化活性，能够加速化学反应的速率，并且在可再生能源的生产中具有重要作用。

第三，钕在冶金工业中有着广泛的应用价值。钕具有良好的熔化性能和化学稳定性，可以应用于合金的制备，提高合金的强度和耐腐蚀性。

第四，钕广泛应用于电子产品的制造。钕合金可以用于生产电容器、电阻器、电感器等电子元器件，提高电子产品的性能。