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铁氧体磁化的原理

作者:美顺和  来源:www.hubeimsh.com   日期:2017/6/14 11:09:43  浏览次数:

磁性的微观起源
一切磁现象的根源是电流,即:
运动电荷 ->磁场 ->运动电荷
物质的磁性取决于以原子为单位的分子电流所产生的磁矩,即原子磁矩:
轨道磁矩(L):是来自电子的轨道运动所产生的环状电流。
自旋磁矩(S):是经由电子自转而产生的。

核磁矩(n):是经由原子核而产生的
磁性分类
 顺磁性: µ >1,只有感应磁矩,数值非常小
 抗磁性:µ <1, 存在固定磁矩和感应磁矩,前者大大于后者
 铁磁性:µ >>1 ,固定磁矩定向排列,形成磁畴结构,磁性非常大
 反铁磁性:µ ≈1 ,不同结构中原子磁矩互相抵消
 亚铁磁性(铁氧体类) :µ >>0 ,不同结构中原子磁矩抵消不完全
尖晶石晶体结构 (软磁铁氧体主要结构)
分子式:MeO·Fe 2 O 3
AO·B 2 O 3
○ 氧离子是面心立方密排堆积
B 处于氧离子的八面体间隙(如 Ni 离子)
A 处于氧离子的四面体间隙(如 Zn 离子)

铁氧体的微观结构:包括结晶状态(晶粒大小、完整性、均匀性)、晶界状态、
气孔(大小与分布)  铁氧体:无数的小晶粒组成的多晶体,小晶粒内部均是混合尖晶石结构,晶粒内部可形成磁畴和磁畴壁结构  晶界:小晶粒与小晶粒间的分界。
气孔:存在于铁氧体内部,晶粒内部或晶

磁畴及磁畴壁
磁畴:铁氧体中自发磁化的小区域。
超交换作用能,各向磁晶异性能,磁化能以及退磁能等各种能量共同作用平衡的结果,以保证体系能量最低。在小区域内磁矩方向完全一致。
※一个铁氧体晶粒内存在无数这样的反平行、垂直或杂乱的磁畴。
磁畴壁:磁畴与磁畴之间的边界

磁畴间磁矩的方向是逐渐变化的,这个磁矩转向的区域就叫做磁畴壁,它具有一定厚度。

磁化的定义
无外加磁场时,材料中磁畴混乱堆积,整体对外没有磁性。称之为磁中性状态。
在外加磁场中,磁畴的磁矩就和磁场发生相互作用,其磁矩方向朝外加磁场方向的转动,导致磁中性状态失去平衡,对外显示出磁性。该过程就叫磁化.

当磁性材料处于变化的磁场中被磁化时,即叫做动态磁化。
在动态磁化时,材料的磁导率将变成一个复数,亦称磁谱。
导磁率分成两部分:一是和磁场方向(或者说相位)相同的部分,称为复数导磁率的实部,又称为弹性导磁率,它代表材料磁化时所能够储存的能量;
二是和磁场相位成 90 度的部分,称为复数磁导率的虚部(损耗磁导率),它代表材料在动态磁化时所消耗的能量。

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