铁磁学 第六章 金属磁性的能带模型理论
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注:粗体为重点或要求掌握的内容,斜体为拓展延伸内容,其余为基本内容。
一、磁学性能1、材料磁性的本源是由材料内部电子循轨和自旋运动产生的。
任一封闭电流都具有磁矩。
2、材料磁性分类——抗磁性物质:使磁场减弱的物质;顺磁性物质:使磁场略有增强的物质;铁磁性物质:使磁场强烈增加的物质。
材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相反的称为抗磁性;材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相同的称为顺磁性。
材料的抗磁性来源于电子循轨运动时受外加磁场作用所产生的抗磁矩。
材料的顺磁性主要来源于原子(离子)的固有磁矩。
铁磁性来源于原子未被抵消的自旋磁矩和自发磁化。
3、抗磁性、顺磁性、铁磁性特点:抗磁与顺磁性材料的磁化强度与磁场强度之间均呈直线关系,磁化率常数很小,但磁化方向相反,而且当初去外磁场之后,仍恢复到未磁化前的状态,及存在磁化可逆性。
铁磁性不存在直线关系,也不是可逆的,去处外磁场,不恢复未磁化前的状态。
4、原子内层电子交互作用其积分常数A>0,使彼此的自旋磁矩同向排列形成自发磁化;铁、钴、镍因其交换积分常数A具有较大的正值,有较强的自发磁化倾向;还有一些稀土元素虽然也具有自发磁化倾向,但其A值很小,相邻原子间的自旋磁矩同向排列作用很弱,原子振动极易破坏这种同向排列,即它们的居里点很低,所以在常温下为顺磁性。
5、磁化曲线和磁滞回线1)磁化曲线:第一部分,在微弱的磁场中,磁感应强度B和磁化强度M均随外磁场强度H的增大缓慢增大。
磁化是可逆的。
第二部分:随外磁场强度H继续增大,磁感应强度B和磁化强度M急剧增高,磁导率μ增长非常快,并且出现极大值。
磁化是不可逆的。
第三部分:随外磁场强度H进一步增大,B和M增大的趋势逐渐变缓,磁化进行得越来越困难。
磁导率减小,并趋向稳定。
当磁场强度达到Hs时,磁化强度便达到饱和值,即外磁场强度再继续增大时,磁化强度不再变大。
而此时磁感应强度(B=M+H)仍随外磁场强度而增大。
磁化强度的饱和值称为饱和磁化强度,M S;与其对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度,B S。