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⑵ 磁化强度M
宏观磁体由许多具有固有磁矩的原子组 成。
当原子磁矩同向平行排列时，宏观磁 体对外显示的磁性最强。
当原子磁矩紊乱排列时，宏观磁体对
外不显示磁性。
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宏观磁体单位体积在某一方向 的磁矩称为磁化强度M：
M = ∑原子/V
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⑶ 磁化率及磁导率
任何物质在外磁场作用下，除了外 磁场H外，由于物质内部原子磁矩的有 序排列，还要产生一个附加的磁场M。
磁矩的排列与磁性的关系
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④ 反磁性物质 不存在 未成对电子 → 没有永 久磁矩。惰性气体，不 含过渡元素的离子晶体 ，共价化合物和所有的 有机化合物，某些金属 和非金属。
磁 场
反磁性 m= -10-5 ~-10-6 磁矩的排列与磁性的关系
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⑤ 反铁磁性物质 FeO，FeF3，NiF3， NiO ， MnO ， 各 种 锰盐以及部分铁氧 体ZnFe2O4等，它们 相邻原子的磁矩反 向平行，而且彼此 的强度相等，没有 磁性。
铁磁性 m= 10-2 ~106
磁矩的排列与磁性的关系
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② 亚铁磁性物质
如铁氧体(M2+Fe23+O4)等， 磁 是一些复杂的金属化合物，场
比铁磁体更常见。
它们相邻原子的磁矩反向平 行，但彼此的强度不相等， 具有高磁化率和居里温度。
亚铁磁性 m= 10-2 ~106
磁矩的排列与磁性的关系
方法： （1）高温 （2）剧烈振动 （3）逐渐减弱的交变磁场的作用
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稀土永磁材料
钴基永磁材料
1:5型 R-Co，R代表稀土，如：SmCo5 2:17型 R-Co，R代表稀土，如：Sm2Co17
铁基永磁材料:代表是R-Fe-B，如NdFeB
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下面重点介绍一下永磁 NdFeB，其典型合金成份为 Nd15Fe8B77
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1928：英国，狄拉克用相对论量子力学完美地解 释了电子的内禀自旋和磁矩，并与德国物理学家 海森伯一起证明了静电起源的交换力的存在，奠 定了现代磁学的基础。
1936 ： 苏 联 ， 郎 道 完 成 了 巨 著 “ 理 论 物 理 学 教 程”，其中包含全面而精彩地论述现代电磁学和 铁磁学的篇章。
1831年：英国，法拉第，电磁感应现象
1873年：英国，麦克斯韦，统一电磁理论
1899年：法国，居里，居里温度，磁性转变
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4
二十世纪
1905：法国，郎之万基于统计力学理论解释了 顺磁性随温度的变化。
1907：法国，外斯提出分子场理论，扩展了郎 之万的理论。
1921：奥地利，泡利提出玻尔磁子作为原子磁 矩的基本单位。美国，康普顿提出电子也具有 自旋相应的磁矩。
1991：德国，克内勒提出了双相复合磁体交换作 用的理论基础，指出了纳米晶磁体的发展前景。
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⑴ 磁性材料的分类
① 按化学组成分类
金属磁性材料、非金属(铁氧体)磁性 材料
② 按磁化率大小分类
顺磁性、反磁性、铁磁性、反铁磁 性、亚铁磁性
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③ 按功能分类 软磁材料、硬磁材料、半硬磁材料、矩 磁材料、旋磁材料、压磁材料、 泡磁材料、 磁光材料、磁记录材料
目前,稀土永磁的应用已遍及电动机械、电器仪表与电音设
备，如扬声器、传感器；磁轴承和强力磁选机；电子及离子束
1983年日本住友特种金属公司和美国GM公司几乎同时研 制出NdFeB合金。后来又用Co替代部分Fe，提高居里温度； 用Dy或Tb取代部分Nd ，提高矫顽力，改善磁体的高温性能 。这类稀土永磁材料的性能特点是：①磁能积比非稀土永磁大
4倍以上,因此在相同磁能积条件下,使用稀土永磁可缩小体积, 便于设备、仪表小型化、轻量化；②矫顽力是铁氧体的3-5倍, 利用此性质可以制作较薄的磁体;③剩磁与AlNiCo相当,比铁氧 体高二倍。
磁 场
反铁磁性 m= 10-2 ~10-5
磁矩的排列与磁性的关系
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⑸ 磁性材料（按功能分）
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硬磁性材料 外磁场撤去后，不易去磁，具有很强的剩磁 应用：永磁体
软磁性材料 外磁场撤去后，容易去磁，没有明显的剩磁 应用：电磁铁
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退磁
原来有磁性的物体，失去磁性的现质
存在未成对电子 → 永久
磁矩。La，Pr，MnAl， 场 磁
FeSO4·7H2O， Gd2O3 …； 在居里温度以上的铁磁性
金属Fe, Co, Ni等。
居里温度 由铁磁性或亚 铁磁性转变为顺磁性的临 界温度称为居里温度(Tc)。
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顺磁性 m=10-6 ~10-5
第二章 磁性材料与超导材料
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第一节 磁性材料
具有强磁性的材料称为磁性材料。
磁性材料具有能量转换，存储或改变能 量状态的功能，是重要的功能材料。
磁性材料广泛地应用于计算机、通讯、 自动化、音像、电视、仪器和仪表、航空航 天、农业、生物与医疗等技术领域。
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磁学发展史
5000年前：天然磁石(Fe3O4) 2300年前：天然磁石，“司南”，指南 仪
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在物质内部外磁场和附加磁场的总和 称为磁感应强度B。
B = o(H+M) = M / H
o -- 真空磁导率 -- 磁化率
=B/H
-- 磁导率
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⑷ 磁性的起源
① 铁磁性物质
具有极高的磁化
磁
率，磁化易达到饱和
场
的物质。
如Fe，Co， Ni， Gd等金属及其合金称 为铁磁性物质。
1936-1948：法国，奈耳提出反铁磁性和亚铁磁性 的概念和理论。
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1967：奥地利，斯奈特在量子磁学的指导下发现 了磁能积空前高的稀土磁体(SmCo5)，从而揭开 了永磁材料发展的新篇章。
1974：第二代稀土永磁Sm2Co17问世。
1982：第三代稀土永磁Nd2Fe14B问世。
1990：原子间隙磁体Sm-Fe-N问世。
1086年：沈括，《梦溪笔谈》，指南针
1119年：朱或，《萍洲可谈》，罗盘，航海 1405-1432年：郑和，指南仪，航海
1488-1521年：哥伦布，伽马，麦哲伦，指南 仪，航海发现
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3
十七世纪：英国，威廉.吉伯 ，《磁体 》
十八世纪：法国，库仑， 库仑定律
十九世纪
1820年：丹麦，奥斯特，电流产生磁场