材料的磁学性能ppt课件
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二、材料的磁学性能内容:材料磁性的本质、抗磁性、顺磁性及铁磁性):(一)基本磁学性能材料所在空间的磁场强度是外加磁场强度H和材料磁化强度M之和:H总= H + M = H (1+χ)。
磁化率:χ,表示材料在磁场中磁化的难易程度。
Μ=χΗ。
根据磁化率的符号和大小,可将材料的磁性分为铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性、顺磁性和抗磁性。
磁感应强度Β:通过磁场中某点,垂直于磁场方向单位面积的磁力线数。
Β = μΗ,μ:磁导率。
Β = μ0Η总=μ0 (1+χ) H。
μ0 (1+χ) =μ。
相对磁导率: μr= μ/μ0 = 1 + χ(一)基本磁学性能磁偶极子:强度相等、极性相反且其距离无限接近的一对“磁荷”。
p m = ml 。
磁极化强度:单位体积内磁偶极矩矢量和。
J=∑p m /∆V, J = μ0M对磁偶极子外加一夹角为θ的恒磁场,磁偶极子受到的作用力矩为Τ = pm ×H 。
当θ为0时,力矩为0,磁偶极子处于稳定状态。
在磁场作用下,磁偶极子将转向与磁场平行的方向,该过程中磁场对磁矩所做的功为:E = ∫Td θ= p m H cos θ。
静磁能:原子磁矩与外加磁场的相互作用能。
(二)抗磁性与顺磁性材料分类:抗磁性、顺磁性与铁磁性抗磁性:材料受外磁场H 作用后,感生出和H 相反的磁化强度,使磁场减弱。
磁化率χ<0,抗磁性的磁化率约10-4–10-6,且和温度、磁场无关。
材料的抗磁性来源于将材料放入外磁场中时,外磁场对电子轨道运动产生洛仑兹力,附加磁矩方向与外磁场方向相反。
抗磁矩为外磁场对电子轨道运动的作用结果,任何材料在磁场作用下都产生抗磁性。
抗磁磁化率绝对值很小,只有在材料的原子、离子或分子固有磁矩为0时,才能观察出抗磁性。
Cu, Au, Ag 及大多数有机材料在室温下是抗磁性材料,超导态的超导体也是抗磁性材料。
形成抗磁矩的示意图(二)抗磁性与顺磁性 顺磁性:材料在外磁场中感生出和H 相同方向的磁化强度,使磁场略有增强。