第十四讲 技术磁化
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什么是技术磁化有哪些特点技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理,那么你对技术磁化了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是技术磁化的内容,希望大家喜欢!什么是技术磁化技术磁化(technical magnetization)阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理,即阐明了在外磁场作用下,磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的。
技术磁化的过程可分为三个阶段:起始磁化阶段\急剧磁化阶段以及缓慢磁化并趋于磁饱和阶段。
磁畴的改变包括磁畴壁的移动(改变磁畴的大小)和磁畴内磁矩的转动(改变磁矩的方向)。
前者称为(磁畴) 壁移过程,后者称为(磁)畴转(动)过程。
这种由外磁场引起的磁畴大小和分布的改变(统称磁畴结构变化),在宏观上表现为强磁(铁磁和亚铁磁)物质的磁化强度M (或磁通密度B)随外加磁场的变化,称为技术磁化过程。
其中B二内(H+M),脚为真空磁导率,又称磁常数。
M一H和B一H曲线称为技术磁化曲线技术磁化的特点铁磁物质和其他具有磁畴结构的磁有序物质(统称强磁性物质)在技术磁化过程中表现出以下5个主要特点。
①强磁性物质在未受外磁场H作用时处于未磁化状态,又称退磁状态(图中O点)。
这时的宏观磁化强度M为零。
在受到外磁场作用后,M随H的增加而沿曲线OAB变化。
OAB曲线称起始磁化曲线,通常称磁化曲线。
如果从B点减小磁场到零后又在相反方向增加磁场,则磁化强度沿BCDE变化;再减小磁场到零后又在正方向增加磁场,则磁化强度沿EFGB变化。
整个曲线BCDEFGB称为磁滞回线。
非线性的磁化曲线和磁滞回线是技术磁化的两个主要特征。
②磁化曲线表现的非线性是由于受外磁场磁化时,壁移过程和畴转过程除可逆过程外,还具有不可逆过程。
一般的强磁性物质从退磁状态受外磁场磁化时,其磁化过程可分为5个阶段:当外磁场很低时,主要为畴壁的可逆移动过程(图中①),磁化曲线基本上为直线; 再增加外磁场时,磁化曲线呈非线性陡然增大(图中②),相当于不可逆壁移过程起主要作用,这是由于畴壁能势垒产生的;若再增加外磁场,磁化曲线虽仍表现弱的非线性,但增势减小(图中③),这是由于不可逆壁移过程减少,而可逆畴转过程起主要作用;外磁场进一步增加,磁化曲线通过拐点(图中④),这时不可逆畴转过程起主要作用,然后磁化达到饱和状态,这时壁移和畴转过程都相继结束,整个强磁性物质变为合磁矩转到外磁场方向的单磁畴;如果再增大外磁场,这时便只能是原子磁矩克服热扰动作用而趋向外磁场,类似顺磁物质的磁化过程,故称为顺磁过程(图中⑤)。
描述磁介质磁化状态的物理量。
是矢量,常用符号M表示。
定义为单位体积内分子磁矩m的矢量和,即式中是对体积元ΔV内全部分子求和。
在外磁场作用下,磁介质磁化后出现的磁化电流要产生附加磁场,它与外磁场之和为总磁场B。
对于线性各向同性磁介质,M与B、H成正比,顺磁质的M与B、H同方向,抗磁质的M与B、H反方向。
对于各向异性磁介质,M与B、H成正比,但比例系数是一个二阶张量。
对于铁磁质,M和B、H之间有复杂的非线性关系,构成磁滞回线。
在国际单位制(SI)中,磁化强度M的单位是安培/米(A/m)。
物质按其磁化效应大致分为铁磁物质和非铁磁物质两类。
在工程上通常认为非铁磁材料的磁导率µ与真空中的磁导率µ0相等,这类物质如:空气、铜、铝、橡胶等。
铁磁材料由铁磁性物质构成,主要包括:铁、镍、钴及其合金。
铁磁材料放入磁场后,磁场会大大增强。
因此,其磁导率µFe为真空中的磁导率µ0的数十倍乃至数万倍。
铁磁材料的磁导率与它在磁场的强弱及其物质状态的历史有关,因此不是常数。
电机、变压器常用的铁磁材料的磁导率在2000µ0~6000µ0之间。
铁磁材料在磁场中呈现很强的磁性,这种现象称为磁化。
磁化是铁磁材料的主要物质特性之一。
其性质可用磁化曲线来表示。
(见图)图中H为磁场强度,B为磁通密度。
也称B-H曲线。
空气等非铁磁材料为一条直线,其斜率等于真空磁导率µ0,图中虚线所表示。
从图中可以看出,磁化曲线大致可分为4段:第1段:磁场强度H从零开始增加且H很小。
磁通密度B增加的不快,这时的磁导率µFe较小。
图中的Oa段。
第2段:磁通密度 B 随磁场强度 H 的增大而迅速增加,两者近似为线型关系,磁导率µFe很大且基本不变。
图中的ab段。
第3段:随着磁场强度 H 的继续增大,磁通密度 B 增加的越来越慢,即磁导率µFe随着磁场强度H的增加反而减小。
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