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磁性合金

  磁性合金

呈现铁磁性的精密合金材料。磁性合金在外加磁场中,可表现出三种情况:(1)不被磁场吸引的,叫反磁性材料;(2)微弱地被磁场所吸引的物质,叫顺磁性材料;(3)被磁场强烈地吸引的物质,称铁磁性材料,其磁性随外磁场的加强而急剧增高,并在外磁场移走后,仍能保留磁性。金属材料中,大多数过渡金属具有顺磁性;只有Fe、Co、Ni等少数金属是铁磁性的。

目录

简介

物质的磁性与其内部电子结构有关。反磁性金属的原子中电子都已成对,正反自旋的电子数目相等,由电子自旋而产生的磁矩互相抵消,因此原子磁矩为零,故不为外磁场所吸引。顺磁性金属原子中,正反自旋的电子数目不等,原子的磁矩不为零。由于无规则的热运动,原子磁矩的方向各异。放入磁场时,原子磁矩沿磁场方向取向而略有偏转,表现出微弱的磁化,除去外磁场,原子磁矩又混乱分布,磁化消失。铁磁性的起源和顺磁性相似,来自原子中未成对的电子。但在铁磁性材料内部还存在着称为“磁畴”的许多局部小区域,在这些小区域内,相邻的原子磁矩取向一致,趋于相互平等的排列;而各磁畴间的自发磁化方向是无序的,因此整块材料的宏观磁矩为零,对外不显示磁性。当处于磁场中时,各磁畴的磁矩会在一定程度上沿磁场方向排列,这样,一个磁畴沿磁场顺排一次就相当于许多原子磁矩的顺排。因此铁磁性材料与磁场间的相互作用,要比顺磁性物质大得多。除去外磁场,各磁畴仍力图尽可能保持原有磁场存在时所形成的取向,此时磁畴取得的部分顺排,就使材料保持有残留磁性,于是,该材料就“永久”磁化了。用一块永久铁摩擦铁磁材料,即可使之永久磁化。永磁材料的磁性,也可因加热或猛烈的撞击使磁畴方向变得无序而被破坏。

评价

磁性合金广泛地应用于电力、电信、机械电子、仪表和计算技术等工业中,是国民经济各部门不可缺少的材料。磁性参数和技术磁性是衡量磁性合金性能优劣的技术参数,如饱和磁化强度Ms(饱和磁感应强度Bs)、剩余磁化强度Mr(剩余磁感应强度Br)、矫顽力、各种磁导率、矩形比、磁滞损耗等等都反映在合金的磁化曲线和磁滞回线上(见图1)。不同的磁性合金有不同的磁化曲线和磁滞回线,适用于不同器件的设计应用。这些是磁性合金的技术磁性。它与外界条件的影响和磁性状态的改变密切相关,涉及到合金内部磁畴的成因和结构,以及磁畴在各种条件(如外磁场、应力、温度等)下的运动和变化。根据加工成型工艺磁性合金可分为冷加工和热加工型(大部分磁性合金属于此类)、铸造型(如铝镍钴永磁合金)和粉末冶金型(如稀土永磁合金)磁性合金。按原子组态可分为结晶态型(传统的磁性合金均属于此类)和非晶态型磁性合金,以及纳米晶型磁性合金。传统上,磁性合金按照磁性能,可分为软磁合金、永磁合金和半硬磁合金,还有磁致伸缩合金和磁记录材料。[1]

参考文献