磁偶极矩
单磁偶极子
磁极强度
无限小电流回路表示小磁体， 定义为磁偶极子 磁偶极子的大小和方向 用磁矩表示
方向S极到N极，单位Wb· m
磁的来源
那为什么像铁磁性铁、钴、镍无磁性？
磁化过程中磁畴的移动
磁畴的移动
磁的来源
铁、钴、镍正常状态下无磁性的原因
• 尽管铁钴镍等物质它们的原子内部电子在不同自转方向上的数量不一
硬磁材料
硬磁材料
永磁发展过程
硬磁材料
永磁材料的应用
硬磁材料
永磁材料的应用
磁性材料
谢谢！
.课题研究现状：
国内外研究现状(物理方法)
机械球磨制粉 气流磨（JM）制粉
粒度分布较宽 形状不均一 工艺复杂
物理方法
熔体快淬法（MQ） 制粉 HD和HDDR法制粉
化 学 制 备 方 法
课题研究现状：
国内外研究现状(化学方法)
被5s和5p屏蔽，所以有自旋和轨道磁矩。
3d金属自发磁化：3d电子云重叠，相邻原子发生交换作用 Eex=-2Aσ 2cosφ σ 普朗克常数为单位的电子自旋角动量 φ 为相邻原子3d电子自旋磁矩的夹角
4f电子与s电子发生交换作用，使6s电子发生极化作用，从而形成以6s电子 为媒介，使相邻原子4f电子自旋间接耦合起来，从而自发磁化
磁学基础知识
磁偶极矩和磁矩
磁化强度M
磁场强度H和磁感应强度B
磁化率和磁导率 磁化曲线 磁性材料的表征 磁滞回线 H[A· m-1]和B[T]
磁学基础知识
磁偶极矩和磁矩：对于微小磁体所产生的磁场可以由平面电
流回路来产生这种可以用无限小电流回路所表示的小磁体，定 义为磁偶极子。 Jm=ml
磁偶极子的强弱可以用磁偶极矩表示，但实际无法确定磁极位 置，故引出磁矩来表示，磁矩定义为磁偶极子等效回路的电流 和回路面积的乘积
磁性材料分类
(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
(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、磁泡材料、 磁光材料、磁记录材料
硬磁材料（永磁材料）
要求
剩余磁感应强度Br要 高
矫顽力Hc要高（Hc>10A/m） 最大磁能积(BHmax)要高
1. 溶胶凝胶法(Sol-Gel)：2010年，南洋理工大学Pratap K.Deheri1等人提出;
2. 硝酸盐自燃法：2013年，新加坡南洋理工大学 Swaminathan2等人提出;

3.湿化学法：2015年，沈阳工业大学尤俊华等人提出,后来经过不断地调整和改进, 发展为低能耗化学法;
1. S.D. Bhame, V. Swaminathan, P.K. Deheri, R.V. Ramanujan, Adv. Sci. Lett. 3, (2010) 174e179. 2.V. Swaminathan, P.K. Deheri, S.D. Bhame, R.V. Ramanujan, Nanoscale, 5, (2013) 2718e2725.
磁学基础知识
思考磁场强度H和磁感应强度B区别 ？ 01
(1) H是电流产生的磁场, B是试探电流元实际感 受到的磁场。 (2) H是外场，B是总场, 即磁感应强度B应是电 流产生的磁场H和磁介 质被磁化产生的磁场M 的矢量和。
02
(3) 磁场强度H和磁感应 强度B关系的数学表可 写成： B(r)=H(r)+M(r) (4) 在空间没有磁介质 存在时,也就是当磁化强 度M为零时,磁感应强度 B=H。
从实用角度来看，材料的稳定性要高
硬磁材料和软磁材料的主要区别是：各向 异性HA、Hc、（BH）max
硬磁材料磁化率高， 极易达到饱和磁化
硬磁材料
强磁的原因：自发磁化
稀土永磁材料是由4f稀土金属和3d过渡族金属组成化合物后获得的，原子3d 电子轨道磁矩被点阵附近晶体场所固定，只有自旋磁矩。4f稀土金属电子壳层
磁学基础知识
磁化强度M
磁化强度是描述宏观磁性体 磁性强弱程度的物理量。定 义单位体积内磁偶极子具有 的磁矩的矢量和称为磁化强 度，用M表示。
磁场强度H
单位强度的磁场对应于1Wb 强度的磁极受到1牛顿的力。 磁场强度为：H=F／q
磁感应强度B
磁感应强度是指描述磁场强弱和 方向的物理量，是矢量，常用符 号B表示，国际通用单位为特斯 拉（符号为T）。磁感应强度也 被称为磁通量密度或磁通密度。
样，在自转相反的电子磁极互相抵消以后，还剩余一部分电子的磁矩 没有被抵消。从而整个原子具有总的磁矩。 但是，我们举个例子， 铁钉，铁钉的内部却被分成为许多细小的区域，在每一个区域，原子 磁矩具有相同的取向，但不同区域内的原子磁矩却有不同的取向。这 一个 个的小区域叫做“磁畴”。如果只看这每一个磁畴，其中原子 磁矩的取向是一致的，因而这每一个磁畴倒像是一块独立的磁体。但
BS:磁感应饱化强度 磁能积：(BH)max
磁学基础知识
磁学基础知识
居里温度
居里温度是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度， 是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。 （可从磁畴角度解释）
法国物理学家外斯提出的，他假设 铁磁性物质内有一种作用力，称为 “分子场”，后来发现这种作用是 外层电子的交换作用，最外层电子 自旋产生磁矩，当自旋方向相反时， 电子磁矩相互抵消，能量最低，变 现为抗磁性；自发的平行取向时， 变现为铁磁性。
03
为什么H叫磁场强度？ M为什叫磁感应强度？ B(r)=H(r)+M(r)
磁荷观点：分子NS小磁棒 H=F/m 分子流观点：铁棒中看成小线圈（磁偶极子B=F/IL） B单位1T=1N/m; H单位A/m
磁学基础知识
磁化率和磁导率
磁化率
X=M/H
表征磁体磁性强弱的一个参量
磁导率
μ =B/μ 0H
表征磁体的磁性、导磁性及磁化难易 程度的磁学量
磁的来源
能级
在原子中，核外电子带有负电荷，是 一种带电粒子。电子的自转会使电子 本身具有磁性( 如电生磁)，成为一个 小小的磁铁，具有N极和S极。也就是 说，电子就好象很多小小的磁铁绕原 子核在旋转。这种情况实际上类似于 电流产生磁场的情况
1s22s22p63s23p64s23d104p25s24d105p66s24f14
高纯氩气
冷却至室温
高纯氩气
Nd-Fe-B 氧化物
高纯氩气 研磨混合
3. Nd-Fe-B磁 性粉末制备
CaH2
10min
160Mpa
研磨粉碎
手套箱 中进行
900 ℃/2 h
手套箱 中进行
Nd-Fe-B 磁性粉末
制备方法：
制备工艺流程图
(C2H5)3BNH3
快速 注入
手套箱中进行
1. Nd-Fe-B中 间体制备
Nd-Fe-B中间体
Nd(acac)3
Fe(acac)3 油胺
120℃/1 h 磁力搅拌 350℃/2 h 磁力搅拌 冷却离心 12000r/10min
2. Nd-Fe-B氧 化物制备
800℃/5 h
磁学基础知识
满足M=0或B=0,那么该磁场
强度就称为矫顽力，分别记
作MH BHB=0, 满足 M=0 那么该磁场强 c或或 c它们具有不同的 度就称为矫顽力，分别记作 物理意义， MHc表示M=O时 MHc或BHc它们具有不同的物 的矫顽力，又称为内禀矫顽 理意义， MHc表示M=O时的矫 顽力，又称为内禀矫顽力:而 力；而BHc表示B=0时的矫顽 BHc表示B=0时的矫顽力，又 力，又称为磁感矫顽力。 称为磁感矫顽力。
磁的来源
为什么只有少数物质（象铁、钴、镍等）才具有磁性呢？原来，电子的自 转方向总共有上下两种。在一些数物质中，具有向上自转和向下自转的电 子数目一样多，它们产生的磁极会互相抵消，整个原子，以至于整个物体 对外没有磁性。而对于大多数自转方向不同的电子数目不同的情况来说， 虽然这些电子所磁矩（轨道磁矩和自旋磁矩）不能相互抵消，导致整个原 子具有一定的总磁矩。但是这些原子磁矩之间没有相互作用，它们是混乱 排列的，所以整个物体没有强磁性。
磁性材料
汇报人： 孟庆宇
磁性材料
目录
01
磁的来源
02
磁学基础知识
03
磁性材料分类
04
硬磁材料
磁的来源
物质的磁性来源于物质原子中的电子。
物质是由原子组成的，而原子又是由原子核和位于原子核外的电子组成的
电子除了绕着原子核公转以外，自己还有自转（叫做自旋） 电子会分层，每一层有不同数量的电子。 电子有自旋磁矩和轨道磁矩两种。
是，相邻的磁畴总是一个磁畴的N 极与另一个磁畴的S极紧靠一起，
而N极和S极的磁场线相连，结果就没有磁场线延伸到物质的外部，因 而不显示磁性。这就是说，在通常情况下铁原子同时处在两种状态。 它们在同一个磁畴中，磁矩具有相同的取向，但在不同的磁畴中磁矩 有不同的取向，因而不会有磁场线延伸到物质的外部显示磁性。