下载文档原格式
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。
第五章纳米材料的磁学性能第一节磁学性能的尺寸效应当磁性物质的粒度或晶粒进入纳米范围时，其磁学性能具有明显的尺寸效应。
因此，纳米材料具有许多粗晶或微米晶材料所不具备的磁学特性。
例如纳米丝，由于长度和直径比很大，具有很强的形状各向异性，当其直径小于某一临界值时，在零磁场下具有沿丝轴方向磁化的特性。
此外，矫顽力、饱和磁化强度、居里温度等磁学参数都与晶粒尺寸相关。
一、矫顽力在磁学性能中，矫顽力的大小受晶粒尺寸变化的影响最为强烈。
对于大致球形的晶粒，矫顽力随晶粒尺寸的减小而增加，达到一最大值后，随着晶粒的进一步减小，矫顽力反而下降。
对应于最大矫顽力的晶粒尺寸相当于单畴的尺寸，对于不同的合金系统，其尺寸范围在几十至几百纳米。
当晶粒尺寸大于单畴尺寸时，矫顽力cH 与平均晶粒尺寸D 的关系为：D C H c（5-1）式中C 是与材料有关的常数。
纳米材料的晶粒尺寸大于单畴尺寸时矫顽力亦随晶粒的减小而增加，符合（5-1）式。
当纳米材料的晶粒尺寸小于某一尺寸后，矫顽力随晶粒的减小急剧降低。
此时矫顽力与晶粒尺寸的关系为：6'D C H c（5-2）式中'C 为与材料有关的常数。
这种6D 关系与实测数据符合很好。
图5-1显示了一些Fe 基合金的cH 与晶粒度的关系。
图5-2补充了Fe 和Fe-Co 合金微粒在1～1000nm 范围内矫顽力cH 与微粒平均尺寸D 之间的关系，图中同时给出了剩磁比s R M M 与D 的关系。
图5-1 矫顽力c H 与晶粒尺寸D 的关系图5-2 Fe 和Fe-Co 微粒磁性的尺寸效应（a ）Fe （b ）Fe-Co矫顽力的尺寸效应可用图5-3来定性解释。
图中横坐标上直径D 有三个临界尺寸。
当critD D >时，粒子为多畴，其反磁化为畴壁位移过程，c H 相对较小；当critD D <时，粒子为单畴，但在crit crit D D d<<时，出现非均匀转动，c H 随D 的减小而增大；当crit th d D d<<时，为均匀转动区，c H 达极大值。
通过问题提出， 提起学生的学习兴趣，使学生对磁铁有进一步认识 磁化：使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。
只有铁磁材料才能被磁化，而非铁磁性材料是不能被磁化的。
这是因为铁磁物质可以看作由许多被称为磁畴的小磁体所组成。
磁化曲线：当一个线圈的结构、形状、匝数都已确定时，线圈中的磁通①随电流I 变化的规律可用①一I 曲线来表示，称为磁化曲线。
它反映了铁心的磁化过程。
与自然界一些事物和现象的联系，满足学生渴望获取新知识的需求。
~~教学过程备注提出学习任务导入新课:列举电磁铁在现实生活中的应用，提出问题：怎样选择磁铁来增强磁铁的性能？ 任务：在课前请同学通过网络去获知有关的知识。
一、课程概述 1、本节研究对象一-铁磁材料 （1）铁磁物质的磁化 （2）铁磁材料的分类 （3）磁路欧姆定律2、本课程性质、内容及地位本课程是电子电工类应用专业的一门理论和实践相结合的必修课，其任务是使学生掌握电气技术人员所必须具备的电工基本理论、分析计算的基本方法以及一些基本的实践操作技能，为学生后续学习电子技术基础、维修电工技能训练打下坚实基础。
通过本节的学习，可以让学生更加深入地掌握有关交流电的知识，是进一步学习更复杂内容的基础。
3、本课程学习方法本课程是一门理论和实践性很强的专业基础课，为实现培养目标安排学生边学边做，在做中学、学中做，由简到繁，由浅入深，先直流后交流,按照循序渐进的原则培养学生的综合应用能力。
二、讲授新课1、铁磁物质的磁化磁铁吸引铁钉演示磁铁磁化物质的过程，引发学生思考，通过PPT 图片讲解，对电磁铁进行深入解析。
磁化曲线的特点：1、曲线Oa 段较为陡峭，①随I 近似成正比增加。
2、b 点以后的部分近似平坦，这表明即使再增大线圈中的电流I,①也已近似不变了，铁心磁化到这种程度称为磁饱和。
3、a 点到b 点是一段弯曲的部分，称为曲线的膝部。
这表明从未饱和到饱和是逐步过渡的。
各种电器的线圈中，一般都装有铁心以获得较强的磁场。
