物质顺磁性和抗磁性的产生原因

顺磁性和抗磁性的原因

磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质（参考文献1 ）。

从上面的介绍看出，任何物质都会显示磁性，并且物质从顺磁性到反磁性、磁性从强到弱是逐渐变化的，没有一个明显的界限。物质的磁性到底是怎么产生的，本文就此观点提出我自己的看法。

一、现在的理论给人们带来的疑惑

1、顺磁性：现在人们认为，电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。在晶体中，电子的轨道磁矩受晶格的作用，其方向是变化的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁性作用。因此，物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起，而是主要由自旋磁矩引起。每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子。是原子磁矩的单位。因为原子核比电子重2000倍左右，其运动速度仅为电子速度的几千分之一，故原子核的磁矩仅为电子的千分之几，可以忽略不计。（参考文献2 ）

我认为上面这段论述是不合理的，我们都知道，原子是由原子核和核外电子组成，原子核又是由质子和中子组成，原子核的体积约为原子体积的几千万亿分之一,(半径约为原子的十万分之一).打个比方,原子相当于足球场那么大,而原子核则只有一只蚂蚁那么大。（参考文献3）。电子的质量约为质子质量的1/1836（参考文献4 ）。中子能够通过β衰变过程变成质子、电子和反中微子，（参考文献 5 ）。从这些论述可想而知，电子的体积会有多大，电子的体积不会超过质子和中子体积的千分子一。即从电子的角度来看原子，原子就象是一个非常巨大的宇宙一样。由于电子的体积很小很小，即使电子自旋产生的磁场较强，它影响的范围必然很小很小，不可能影响到原子以外，因此电子自旋产生的磁场在宏观

上是显示不出来的，如果能显示出来，电子产生的磁场就强大的无法想象了。

上面还提到原子核的磁矩很小，可以忽略，这个观点我觉得也是错误的，人们现在只是从质量上去考虑对磁矩的影响，而把其它因素忽略了，比方说原子核的体积。我们知道质子的质量是电子的1836倍，质子的结构中心又是空的，如图1。（参看文献6 ）。

不仅质子的结构是空心的，中子和质子一样，也是空心的，而且由质子和中子构成的原子核的结构又是空心的，如图2。（参考文献7 ）。

即原子的组成与结构如图3。

从上面的示意图中看出，原子核的体积比电子的体积不知要大多少倍。体积越大，产生的磁场对外影响的范围必然越远，因此其实原子核具有很强的磁场（参考文献8）。

从上面的分析看出，物质的顺磁性不可能是由电子的自旋引起的，根据我的研究结果表明，恰恰是由原子核产生的磁场引起的。

2、抗磁性：现在人们认为，当磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质。在外磁场中，这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M。抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为零，即不存在永久磁矩。当抗磁性物质放入外磁场中，外磁场使电子轨道改变，感生一个与外磁场方向相反的磁矩，表现为抗磁性。所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化。抗磁性物质的抗磁性一般很微弱，磁化率H一般约为-10-5，为负值。（参考文献9 ）

上面说到，“外磁场使电子轨道改变，感生一个与外磁场方向相反的磁矩，表现为抗磁性。”这个观点与我的观点相同，但是抵抗磁场必然会使内部能量升高，这并不符合普遍适应的能量最低原理，电子轨道为什么不调节成顺磁性使其能量降低而要调节成与自身不利的抗磁性使其能量升高？我们必须回答出这个问题才有说服力。

也许你会说这是因为抗磁性的基本来源是电磁感应。电磁感应是法拉第的重大发现：围绕着随时间变化着的磁通量，有感应电动势(或即电场)产生，故能在导线电路中产生电流或在大块导体中产生涡流。这里感应电流所产生的磁场对感应起它们的磁场变化起着反抗作用，这就是楞次定律。（参考文献10）。

这听起来让人感觉是对的，可我们细想一下，产生的感应电流怎么就不会消失，物质是有电阻的，即使开始时产生了感应电流，在电阻的作用下，电流也会很快就消失了，可物质的抗磁性是一直存在的，并不会因时间的推移而减弱，甚至消失，所以说外磁场对原子或分子产生感应电动势的说法是讲不通的。

从上面的分析看出，物质的抗磁性并不是原子或分子产生感应电动势产生的。它的确是由电子轨道改变引起的。下面我就讲述物质磁性的本质。

二、物质磁性的本质

既然物质的顺磁性并不是电子自旋产生的，既然物质的抗磁性并不是外磁场对原子或分子产生感应电动势产生的，那么物质的顺磁性和抗磁性到底是怎么产生的。

电子受的络仑兹力总是向外的，那么同一电子轨道中两个电子的运动方向必须相同，并且同一原子中所有电子的运动方向也基本上是相同的，如图4所示。

任何一个电子的运动方向与s 轨道上电子的运动方向之间的夹角不可能超过90°，也就是说同一原子中所有的电子绝不可能出现反向运动的情况，这样就避免了电子之间的碰撞，为了使电子之间不发生碰撞和电子之间的距离最远，在同一轨道上两个电子的运动方向不仅要相同，它们的运动速度也要相同，而且同一主层中所有电子运动的角速度也必须相同，甚至同一原子中所有电子运动的角速度也相同。（参考文献11 ）

从上面的论述看出，当原子核的磁极固定后，电子的轨道就基本固定了，那么电子轨道产生的磁极也就基本固定了。电子轨道产生的磁极与原子核产生的磁极正好相反，那么一个显示顺磁性，另一个必然显示抗磁性。如图5。（参考文献12）

在外界磁场的作用下，主要会对原子核的磁场产生作用，因为在磁极上原子核产生的磁场比电子绕核运动产生的磁场强，原子核有旋转的趋向，使得物质显示顺磁性。

原子核的磁极方向作了改变后，必然会引起电子轨道方向的改变，这又使得物质显示抗磁性。但是一般情况下电子轨道的改变不会很大，因为电子轨道与周围的其它原子的电子轨道相互作用，受着周围其它电子轨道的牵制，不易发生旋转，所以电子轨道的改变一般很小，并且原子核和核外电子也是相互作用着，由于受电子轨道的牵制，原子核也不会发生很大的旋转。

由于外磁场对原子核磁场方向的改变，使得物质显示顺磁性，原子核磁场方向的改变又引起电子轨道方向的改变，这又使得物质显示抗磁性，如果原子核磁场方向的改变引起的磁场变化大于电子轨道改变引起的磁场变化，物质就会显示顺磁性，差别越大，顺磁性越强，如铁磁性物质；相反，如果原子核磁场方向的改变引起的磁场变化小于电子轨道改变引起

的磁场变化，物质就会显示抗磁性，差别越大，抗磁性越强，如超导体（参看《超导体的超导原因》）。

从上面的论述看出，外磁场对所有原子核的磁极都会产生作用，使得原子核的磁极有统一的趋向，原子核的磁极作微小的旋转，使物质显示顺磁性，这时必然会引起电子轨道的微小改变，由于电子轨道产生的磁场与原子核产生的磁场磁极相反，这又会使物质显示抗磁性，物质的顺磁性和抗磁性，就是这两种磁性大小的较量。

磁性材料基本参数详解

磁性材料基本参数详解 磁性是物质的基本属性之一，磁性现象与各种形式的电荷的运动相关联，物质内部电子的运动和自旋会产生一定大小的磁矩，因而产生磁性。 自然界物质按其磁性的不同可分为：顺磁性物质、抗磁性物质、铁磁性物、反铁磁性物质以及亚铁磁性物质，其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质，通常将这两类物质统称为“ 磁性材料” 。 铁氧体颗粒料: 是已经过配料、混合、预烧、粉碎和造粒等工序，可以直接用于成形加工的铁氧体料粒。顾客使用该料可直接压制成毛坯，经烧结、磨削后即可制成所需磁芯。本公司生产并销售高品质的铁氧体颗粒料，品种包括功率铁氧体JK 系列和高磁导率铁氧体JL 系列。 锰锌铁氧体: 主要分为高稳定性、高功率、高导铁氧体材料。它是以氧化铁、氧化锌为主要成分的复合氧化物。其工作频率在1kHz 至10MHz 之间。主要用着开关电源的主变压器用磁芯. 。 随着射频通讯的迅猛发展，高电阻率、高居里温度、低温度系数、低损耗、高频特性好（高电阻率ρ、低损耗角正切tg δ）的镍锌铁氧体得到重用，我司生产的Ni-Zn 系列磁芯，其初始磁导率可由10 到2500 ，使用频率由1KHz 到100MHz 。但主要应用于1MHz 以上的频段、磁导率范围在7-1300 之间的EMC 领域、谐振电路以及超高频功率电路中。磁粉芯: 磁环按材料分为五大类：即铁粉芯、铁镍钼、铁镍50 、铁硅铝、羰基铁。使用频率可达100KHZ ，甚至更高。但最适合于10KHZ 以下使用。 磁场强度H ： 磁场“ 是传递运动电荷或者电流之间相互作用的物理物” 。 它可以由运动电荷或者电流产生，同时场中其它运动或者电流发生力的作用。 均匀磁场中，作用在单位长磁路的磁势叫磁场强度，用H 表示； 使一个物体产生磁力线的原动力叫磁势，用F 表示：H=NI/L, F = N I H 单位为安培/ 米（A/m ），即: 奥斯特Oe ；N 为匝数；I 为电流，单位安培（A ），磁路长度L 单位为米（m ）。 在磁芯中，加正弦波电流，可用有效磁路长度Le 来计算磁场强度： 1 奥斯特= 80 安/ 米 磁通密度，磁极化强度，磁化强度 在磁性材料中，加强磁场H 时，引起磁通密度变化，其表现为： B= ц o H+J= ц o (H+M) B 为磁通密度( 磁感应强度) ，J 称磁极化强度，M 称磁化强度，ц o 为真空磁导率，其值为4 π× 10 ˉ 7 亨利/ 米（H/m ） B 、J 单位为特斯拉，H 、M 单位为A/m, 1 特斯拉=10000 高斯（Gs ） 在磁芯中可用有效面积Ae 来计算磁通密度：

顺磁性抗磁性铁磁性

原子物理学 顺磁性，抗磁性，铁磁性 指导教师：XXX 专业：XXXX 学号：XXXXXXXXXX 姓名：XXX XXXX大学 XXXX年X月X日

顺磁性，抗磁性，铁磁性 摘要： 一些物质放在磁场中经过磁化后，它的宏观磁矩方向同磁场方向相反，此类物质称为抗磁性的；另一些物质放在磁场中经过磁化后，它的宏观磁矩方向同磁场方向相同，此类物质称为顺磁性的；而某些物质，如铁、钴、镍以及一些稀土元素和许多氧化物，在受到外磁场磁化后，显出比顺磁性强的很多的磁性，在失去磁场后，还保留磁性，这种现象称为铁磁性。 关键词：顺磁性，抗磁性，铁磁性 一、顺磁性 简介：顺磁性物质的磁化率为正值，比反磁性大1～3个数量级，X约10^-5～10^-3，遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时，存在电子的自旋角动量和轨道角动量，也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下，原来取向杂乱的磁矩将定向，从而表现出顺磁性。 定义：顺磁性是一种弱磁性。当分子轨道或原子轨道上有落单的原子或电子时，就会产生顺磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用)，因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态，原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时，这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列，因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值，但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10^-5)，并且随温度的降低而增大。 原理：顺磁性物质可以被看作是由许多微小的磁棒组成的，这些磁棒可以旋转，但是无法移动。这样的物质受到外部磁场的影响后其磁棒主要顺磁力线方向排列，但是这些磁棒互相之间不影响。热振动不断地使得磁棒的方向重新排列，因此磁棒指向不排列比排列的可能性高。因此磁力线的强度越强顺磁性物质内磁棒的排列性就越强。以上模型当然只是一个简化的模型。实际上顺磁性物质内部并没有小磁棒，而是微观的磁矩。在顺磁性物质中这些磁矩互相之间不影响。然而与铁磁性不同的是在顺磁性物质中外部磁场消失后物质内的磁场立刻就由于热运动消失了。磁化向量与磁场强度成正比 , 物质的磁化率越高，它就越容易被磁化。因此磁化率是衡量顺磁性的强度的量。 由于磁化率和相对磁导率之间有以下简单关系磁导率往往也被看 作是衡量顺磁性的量。假如磁矩之间有耦合的话物质内就会产生磁性有序状态，在这种情况下磁化率会非常复杂，因此这样的物质不再是顺磁性的。总的来说这

磁性材料的基本特性16505

1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。 材料的工作状态相当于M～H曲线或B ～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列; 剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs; 矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等); 磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关 初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp 居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度 损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r 在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料； ?合理确定磁芯的几何形状及尺寸；

磁性材料的基本特性及分类参数

一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2）

磁性材料的基本特性及分类参数

一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁

性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1.软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。 到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。 2.常用软磁磁芯的种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。 按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类：

多种材料的磁导率

非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷 达和发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于 50KHz的开关电源输出电感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼 的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用 铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损 耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该 材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的 直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能 较差）。 铁硅铝 高性价比材料，是铁粉心的替代品（不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼

价格与铁镍50相当（我公司），损耗最低材料，频率特性最好的材料， 如果将您正在使用的国内公司的铁镍50材料换成我公司的铁镍钼材料 将大大提高您的模块效率。不信您可以索要样品适用。 四种金属磁粉心性能和价格对比

磁导率

磁导率表示物质磁化性能的一个物理量，是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比，又成为绝对磁导率。物质的绝对磁导率和真空磁导率（设为μ0=4*3.14*0.0000001H/m）比值称为相对磁导率，也就是我们一般意义上的磁导率。对于顺磁质μr＞1，对于抗磁质μr＜1，但它们都与1相差很小（例如铜的μr 与1之差的绝对值是0．94×10-5）。然而铁磁质的μr可以大至几万。 非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为1.00000004；铂为1.00026；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为0.999971、0.999974、0.99990、0.999979、0.999982。 所以，铜虽然具有抗磁性，但相对磁导率也有0.99990;纯铁为顺磁性物质，其相对磁导率会达到400以上。所以用铜裹住铁并不能阻断磁力，而且是远远不能。在某些特殊情况下，铜的抗磁性就会表现出来，如规格很小的烧结钕铁硼磁体D3*0.8电镀镍铜镍后,磁通量会降低7-8%（当然，这个损失还包括倒角和镍层屏蔽导致的磁损）。 直截了当地讲，磁场无处不在，是不能阻断的。只不过各种物质导磁性有所差异，如空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等相对磁导率近似为1，它们对磁不感兴趣；而铁磁性材料如铸铁、铸钢、硅钢片、铁氧体、坡莫合金等材料具有良好的导磁性

磁性材料：

磁性材料: 概述:磁性是物质的基本属性之一.磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性.一切物质都具有磁性.自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料. 磁性材料的分类,性能特点和用途: 1铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物.他们大多具有亚铁磁性. 特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用.饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用.居里温度比较低. 2 铁磁性材料:指具有铁磁性的材料.例如铁镍钴及其合金, 某些稀土元素的合金.在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度. 3 亚铁磁性材料:指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度. 4 永磁材料:磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大.可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等. 铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等. 5软磁材料:容易磁化和退磁的材料.锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间.镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ 金属软磁材料:同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁, 铁铝合金, 铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等. 术语: 1 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度.在实际应用中, 饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度. 2 剩磁感应强度:从磁性体的饱和状态,把磁场(包括自退磁场)单调的减小到0的磁感应强度. 3 磁通密度矫顽力, 他是从磁性体的饱和磁化状态,沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度, 使磁感应强度B减小到0时的磁感应强度. 4内禀矫顽力:从磁性体的饱和磁化状态使磁化强度M减小到0的磁场强度. 5磁能积:在永磁体的退磁曲线上的任意点的磁感应强度和磁场强度的乘积. 6 起始磁导率:磁性体在磁中性状态下磁导率的极限值.

超顺磁性材料在生物医学上的应用

分类号编号 烟台大学 毕业论文（设计） 超顺磁性材料的生物医学应用Super Paramagnetic Materials for Biomedical Applications 申请学位：工学学士 院系： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：） 2013年05月21日 烟台大学

论文题目 超顺磁性材料的生物医学应用 姓名： 导师： 2013 年05 月21 日 烟台大学

烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：环境与材料工程学院

摘要：当今人类社会发展的速度越来越快，急需要新材料及新技术来满足时代的发展，纳米材料特别是超顺磁性纳米材料，因为其具有独特的物理、化学性能而渐渐的走入人们的视线并且越来越多的领域得到应用，其在电学、磁学、化学，特别是生物医学领域具有十分广泛的应用前景。本文主要论述了超顺磁性材料在磁共振成像、生物分离、靶向传输物质、磁热疗等方面的应用，且通过实验对超顺磁氧化铁纳米粒子的研究，进一步了解其对生物医学的作用，并对其应用前景进行了展望。 关键词：超顺磁纳米颗粒生物医学 Abstract: Today's human society development faster and faster, with a need to new materials and new technology to meet the development of The Times, especially superparamagnetism nano materials, nanomaterials because of its unique physical and chemical properties and gradually into the line of sight of people and has been applied more and more fields, the electricity, magnetism, chemistry, especially in the biomedical field has very broad application prospects.This paper mainly discusses the super paramagnetic materials in magnetic resonance imaging (fmri), biological separation, targeted transfer material, application of the magnetic heat treatment, etc, and through the experiment on the research of the super paramagnetic iron oxide nanoparticles, further understanding of its effect on biomedical, and prospects of its application was prospected. Key word: superpara magnetism nano-particles biomedicine

铁磁、反铁磁、顺磁、抗磁

铁磁性 铁磁性 Ferromagnetism 过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物所具有的磁性叫做铁磁性，这个名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最常见也是最典型的。钐(Samarium)，钕(neod ymium)与钴的合金常被用来制造强磁铁。 铁磁理论的奠基者，法国物理学家P.-E.外斯于1907年提出了铁磁现象的唯象理论。他假定铁磁体内部存在强大的“分子场”，即使无外磁场，也能使内部自发地磁化；自发磁化的小区域称为磁畴，每个磁畴的磁化均达到磁饱和。实验表明，磁畴磁矩起因于电子的自旋磁矩。1928年W.K.海森伯首先用量子力学方法计算了铁磁体的自发磁化强度，给予外斯的“分子场”以量子力学解释。1930年F.布洛赫提出了自旋波理论。海森伯和布洛赫的铁磁理论认为铁磁性来源于不配对的电子自旋的直接交换作用。 铁磁性材料存在长程序，即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。因此，在磁畴内磁性是非常强的，但材料整体可能并不体现出强磁性，因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。如果我们外加一个微小磁场，比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致，这时我们说材料被磁化[1]。材料被磁化后，将得到很强的磁场，这就是电磁铁的物理原理。 当外加磁场去掉后，材料仍会剩余一些磁场，或者说材料"记忆"了它们被磁化的历史。这种现象叫作剩磁，所谓永磁体就是被磁化后，剩磁很大。 当温度很高时，由于无规则热运动的增强，磁性会消失，这个临界温度叫居里温度(Curie temperature)。 如果我们考察铁磁材料在外加磁场下的机械响应，会发现在外加磁场方向，材料的长度会发生微小的改变，这种性质叫作磁致伸缩(magnetostriction)。

无磁、抗磁、弱磁材料的磁导率测量

磁导率测量仪JDZ-2型号的使用说明 一、使用步骤: a 调“ 0 ” b测量无磁不锈钢 c标定1.22基准模块 三、导磁率测量仪使用说明： 导磁率测量仪工作原理是利用磁通门原理来实现对抗磁材料导磁率的测量, 具有操作简单、工作稳定可靠等特点，用于测量抗磁性材料的导磁率。 1工作原理

线路经振荡、分频、后一方面经功放电路后给探头初级提供激磁电流，另一 方面经倍频、移相后为相敏检波器提供相检参考信号，探头输出信号经选频放 大后送入相敏检波器对测量信号进 行检波，经有源滤波后送入显示电路 AC 220V 50Hz ±10% ； ±2.5% ； 1.00~2.00 ; 10~40 °C ； < 10W; 0~40 摄氏度，探头500毫米内无强磁场; 2.8测量方法：紧贴材料，对表面形状没有要求 3校准与测试 3.1接上电源插头，将电源同交流220V 接通，打开电源 开关”（仪器背面） 使仪器预热30分钟。 3.2插上导磁率探头，测量前首先利用探头自带调零器调零，使仪器指示在正、 负零（误差允许±0.003 ）左右。 3.3测量前应对仪器进行校准，校准方法：探头调零后，将探头前端（磁钢部 分）垂直于校准标准样块中间部位，仪器指示值应为标准样块的给定值（误差 允许土 0.003 ），若仪器指示偏离该 值，可通过调节探头表面上的零位调节螺母调节到标准值。 3.4测量零件时，将探头端头垂直于被测物体，并轻轻接触被测物体表面，便 可对抗磁性材料进行导磁率测量。 3.5测量读数： 由于真空磁导率为1.00，测量读数应为 卩=1 +表头读数，如测量某材料导磁 率时仪器显示值为0.155，则材料导磁率为1.155。 3.6仪器超量程时显示“1或-1 ”。 4注意事项 4.1仪器所带测量探头属敏感器件，对铁磁物特别敏感，使用中或使用后应轻 拿轻放，不可敲打或撞击，不可用探头测量或接触铁磁物质，以免造成探头零 位漂移或测量灵敏度下降。 4.2机内线路精密，各电位器都与测量精度有关，出厂时经过严格校准，不要 随意打开机箱进行调节，一旦调节某个器件，仪器需经标准重新校准后方可使 用。 4.4为了保证仪器测量准确度，仪器使用一段时间后，可随时对仪器进行校准, 校准方法同 3.3 条。 4.5 仪器测量完毕后应及时套上探头防护盖，以防探头接触铁磁物。 4.6 不要把探头与铁磁物混放在一起。 注：该仪器测量的磁导率为相对磁导率。 2.1 工作电源 2.2 测量精度 2.3 测量范围 2.4 工作温度 2.5 消耗功率 2.7 测试环境 2技术指标

磁导率-初始磁导率汇总

磁导率初始磁导率 如果没有别的因素限制，那么磁导率肯定越高越好。磁导率高，意味着所需要的线圈圈数可以很少，变压器和电感器的体积可以很小。 但现实是：磁导率越高，磁感应强度越高，而磁芯材料所能工作的磁感应强度范围是有限的，所以有时候我们不得不设法减小有效磁导率，以避免磁芯饱和AC滤波器的选择就灵活了.流过电流通常不大,没那么多要求,磁导率可以在10-12K都OK. 相同的磁密, 储能密度与磁导率呈反比, 电感如果是储能用, 那么就选低u的. 如果是作磁放, 那得选高u矩磁. 变压器, 原则上磁导率用大些, 以利于减小励磁电流, 励磁电流分量并不能传递到次级, 因此要越小越好. 但是也不是盲目的大, 太大也不好, 如磁集成LLC便需要具有相当大的励磁电流. 要求磁导率适中 选用较高磁导率的铁氧体磁芯，磁感应强度就会越大，这样所要求的线圈匝数就会越小，变压器体积就会相对更小。 磁导率高了，同样的电感量可以用更小的磁芯；但是，更容易饱和。 所以，要计算 选择高μ值的铁氧体，绕制匝数可能会少点，但是得注意电感量以及饱和问题。如果对质量因素有要求的话，绕线匝数也不是越少越好。 μ高的材料在同样尺寸、同样匝数的情况下，肯定电感量大。电感量大在大电流的情况下，反向电压就高，磁通密度也就上升了，磁心就容易饱和了

软磁材料为什么磁导率越高，能量存储越小 E=VB2/2u E=uH2/2 容量总会有限，导磁率高，励磁功率就小，用来做变压器是很好的，但作电流泵（flyback）用就不太适合了。 几句话讲明白，电感的能量为什么绝大部分存在气隙中？ 电路磁路 电动势磁动势 电阻磁阻 电流磁通量 的砖不但引出来很多玉，最后还能引出相声段子。百家争鸣的确好，各抒己见，越辩越明。73楼greendot给出的式子很好，相当有说服力，为了更清楚明白的表示，我又更调理的写出来了，如下

磁性材料基本知识

磁性材料基本知识 磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材 料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等. 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种. 磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S × 109 其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2). 常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高. 铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法,主要应用于电器回路中解决电磁兼容性(EMC)问题.实际应用时,根据不同波段下对滤波要求不同会添加各种不同的其他物质(一般为企业机密). 电磁兼容是指电器回路中由于各种不同原因产生的杂波,这些杂波不仅对电器回路的正常运转有妨害,而且其辐射对人体有一定害处.所以各国(尤其是欧盟)对此有各种规定,即电磁兼容性(EMC). 电线上面的杂波主要通过磁环来解决其电磁兼容性问题.当一定波段的杂波通过磁环时,磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从而被消耗掉.来达到降低杂波的目的. 磁环的材料目前比较多的是铁粉芯(价格低廉,应用广泛),高级的还有稀土材料等. 实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同．根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质． 根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但在此告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大．这反映了分子电流假说的局限性．实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因． 我们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质部铁磁性物质称为强磁性物质．通常所说的磁性材料是指强磁性物质．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去碰的物质叫硬磁性材料．一般来讲软磁性材料剩磁较小．硬磁性材料剩磁较大． 磁性材料按化学成份分,常见的有两大类:金属磁性材料和铁氧体．铁氧体是以氧化铁为主要成分的磁性氧化物．软磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁．适用于需要反复磁化的场合．可以用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元件,以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等．常见的金属软磁性材料有软铁、硅钢、镍铁合金等,常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等．硬磁性材料的剩磁强,而且不易退磁,适合制成永磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中．常见的金属硬磁性材料有碳钢、钨钢、铝镍钴合金等,常见的硬磁铁氧体为钡铁氧体和锯铁氧体．Saturation (CoEv) 饱和 当磁化力(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)没有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出这个磁通密度,磁芯的导磁率将急遽下降,结果导致电感量下降.

顺磁物质影响研究new

顺磁离子对核磁共振弛豫响应的影响及其应用的实验研究 摘要 本文通过岩心锰离子渗吸扩散实验研究总结了不同浓度下锰离子对自由流体及饱和油水岩心的核磁共振弛豫响应的影响。实验表明，顺磁离子能加快水相的核磁共振弛豫衰减速度，而对油相信号没有影响。本文提出了一种利用锰离子添加剂快速、准确、无污染地确定岩心含油饱和度及原油含水率的核磁测量评价方法，不同油品的岩心实验证明了这种方法的可行性，表明顺磁离子对提高核磁测井油气评价应用效果具有良好的应用潜力。 主题词：核磁共振、顺磁离子、岩心实验、影响 ABSTRACT Wang Zhongdong . Core Experimental Study in Paramagnetic Ion Effect and Application on NMR Relaxation Property In this paper, some rock core experiments have been finished that are on the subject of Mn++ ions influence on NMR response characteristics of free fluids and rock cores saturated brine or oil. These experiments illustrate that paramagnetic ions imbibed in rock brine can shorten the relaxation time of the water protons, but can’t effect the relaxation time of oil protons. Using the property of Mn++ ion, a new practical method has been put forward for separating the oil and brine T2relaxation signals and determining oil saturation in rock cores. Core experiments make known that paramagnetic ions droped in drilling mud have great potentialities in improving the NMR logging interpretation for oil and gas evaluation. Subject Terms: NMR relaxation paramagnetic ion rock core experiment influence 引言 在核磁测井应用中顺磁离子的存在对岩石流体的核磁共振弛豫响应会有极大的影响，如核磁测井的岩石孔隙度、可动与束缚流体体积等解释结果都会受到影响，因此利用顺磁离子在岩心中的渗吸扩散实验，研究顺磁离子对自由流体、岩心中饱和流体的核磁共振弛豫响应的影响规律具有重要的实际应用价值。 常见的顺磁离子有铜、铁、铬、锰等离子，其中MnCl2试剂是目前我们实验室中常见的一种具有良好水容性的核磁共振弛豫试剂，在本次研究中我们以MnCl2试剂作为核磁共振测量的弛豫添加剂，考查Mn++离子对自由流体、饱和岩心的核磁响应的影响。 实验材料及实验内容 1.实验材料及实验步骤 1）配制浓度为2000ppm的NaCl水溶液，在这种水溶液中加入MnCl2试剂，分别配制成200、500、800、1000、2000、5000ppm的MnCl2盐水溶液。 2）分别测试上述各种浓度MnCl2盐水溶液的弛豫时间谱。 3）在变压器油及轻质原油中加入不同量的水，用磁力搅拌器搅拌，得到具有不同含水率的油水混合液。

隔磁材料

如果你要设计自己的磁屏蔽系统，你会发现以下的信息是很有用的。 磁屏蔽目的：通常是保护电子线路免于受到诸如永磁体、变压器、电机、线圈、电缆等产生磁场的干扰，当然屏蔽强的磁干扰源使它免于干扰附近的元器件功能也是一个重要的应用目的。 磁屏蔽材料参数及材料划分：磁屏蔽体由磁性材料制成，衡量材料导磁能力的参数是磁导率，通常以数字来表示相对大小。真空磁导率为1，屏蔽材料的磁导率从200到350000；磁屏蔽材料的另一个重要参数是饱和磁化强度。磁屏蔽材料一般分为三类，即高导磁材料、中导磁材料和高饱和材料。 高饱和磁导率材料的磁导率在80000-350000之间，经热处理后其饱和场可达7500Gs；中磁导率材料通常和高导材料一起使用，其磁导率值从12500-150000，饱和场15500Gs；高饱和场的磁导率值为200-50000，饱和场可达18000-21000Gs。 以下是一些常用量的定义： Gs：磁通密度的单位，相当于每平方厘米面积上有一条磁力线通过。 磁通量：由磁场产生的所有磁力线的总和。 饱和磁场：即材料磁感应强度渐趋于一恒定值时对应的磁场。 B：屏蔽体中的磁通密度，单位Gs。 d：屏蔽体直径（注：当屏蔽体为矩形时指最长边的尺寸）。 Ho：外场强度，单位Oe。 μ：材料磁导率。 A：衰减量（相对值）。 t：屏蔽体厚度。 磁场强度：屏蔽体中磁场强度估算用下面公式： B=2.5dHo/2t（Gs） 如用厚度为0.060″的材料制成直径为1.5″的屏蔽体，在80Gs的磁场中其内部磁场为2500Gs。 屏蔽体厚度：用以下公式估算： t=Ad/μ（英寸）

如用磁导率为80000的材料制成直径为1.5″的屏蔽体，当要求实现1000/1的衰减量时，屏蔽体的厚度为 t=1000×1.5/80000=0.019″ 厚度设计还应综合考虑性价比的因素，一般屏蔽材料的磁导率应不低于80000，否则就要增加厚度以达到同样的屏蔽效果，则会导致费用的增加。 当场强很强时，厚度的选取应使材料工作于磁导率最大的场强下。如当材料的磁导率在场强为2300-2500Gs时磁导率最大，则所需厚度为 t=1.25dHo/B（英寸） 如直径1.5″，长度6″的屏蔽体置于80Gs的磁场中，所需的厚度是0.060″。 磁场衰减率：用下式估算： A=μt/d 用此式对上面的数据计算可得到，当材料磁导率为350000时，其衰减率为14000。 磁通密度：被屏蔽空间内磁通密度为 B=Ho/A（Gs） 同样利用以上数据，则被屏蔽空间的磁场为0.0057Gs。 更多的设计要点： *开始设计前要正确估算干扰场的大小和频率，其次，正确评价能承受的干扰场的大小。 *用以屏蔽很强的磁场时，可采用多层屏蔽的结构。如果可能，两层屏蔽体间保留1/2″的间隙。 *在屏蔽如真空泵产生的强磁场时，要采用多层屏蔽结构。其中内层用低磁导率材料，中间层用中磁导率材料，外层用高磁导率材料。 *用单层结构屏蔽如CRTs等及其敏感的设备时，应在离设备5″处形成一个完整的屏蔽体；当型号很大时，只需对关键部分如磁轭等部位进行屏蔽即可。 *对于极低场的要求，通常采用3层屏蔽的方式，其中外层屏蔽用高磁导率材料，在内外屏蔽层间是Cu层。在Cu层上通以强的交流电流可对内屏蔽层消磁，同时Cu层还可以屏蔽静磁场的干扰。

物质顺磁性和抗磁性的产生原因

顺磁性和抗磁性的原因 磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质（参考文献1 ）。 从上面的介绍看出，任何物质都会显示磁性，并且物质从顺磁性到反磁性、磁性从强到弱是逐渐变化的，没有一个明显的界限。物质的磁性到底是怎么产生的，本文就此观点提出我自己的看法。 一、现在的理论给人们带来的疑惑 1、顺磁性：现在人们认为，电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。在晶体中，电子的轨道磁矩受晶格的作用，其方向是变化的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁性作用。因此，物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起，而是主要由自旋磁矩引起。每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子。是原子磁矩的单位。因为原子核比电子重2000倍左右，其运动速度仅为电子速度的几千分之一，故原子核的磁矩仅为电子的千分之几，可以忽略不计。（参考文献2 ） 我认为上面这段论述是不合理的，我们都知道，原子是由原子核和核外电子组成，原子核又是由质子和中子组成，原子核的体积约为原子体积的几千万亿分之一,(半径约为原子的十万分之一).打个比方,原子相当于足球场那么大,而原子核则只有一只蚂蚁那么大。（参考文献3）。电子的质量约为质子质量的1/1836（参考文献4 ）。中子能够通过β衰变过程变成质子、电子和反中微子，（参考文献 5 ）。从这些论述可想而知，电子的体积会有多大，电子的体积不会超过质子和中子体积的千分子一。即从电子的角度来看原子，原子就象是一个非常巨大的宇宙一样。由于电子的体积很小很小，即使电子自旋产生的磁场较强，它影响的范围必然很小很小，不可能影响到原子以外，因此电子自旋产生的磁场在宏观

磁性材料期末复习

一、名词解释 磁矩：反映磁偶极子的磁性大小及方向的物理量，定义为磁偶极子等效的平面回路内的电流和回路面积的乘积μ=i.s 磁化强度:定义为单位体积内磁偶极子具有的磁矩矢量和，是描述宏观磁体磁性强弱的物理量 磁场强度：单位正电荷在磁场中受到的力，用H表示 磁极化强度：单位体积内磁偶极矩的矢量和 磁感应强度:用来描述磁场强弱和方向的物理量，大小等于垂直于磁场方向长度为1m，电流为1A的导线所受力的大小； 可逆磁化：畴壁位移磁化过程中磁位能的降低和铁磁体内能的增加相等 不可逆磁化：每个磁化状态都处于亚稳态且磁化状态不随时间改变 涡流损耗：导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗 磁滞损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗 交换作用：铁磁性物质中近邻原子之间通过电子间的静电交换作用实现的作用方式 超交换作用：反磁性物质中的磁性离子以隔在中间的非磁性离子为媒介实现的交换作用 磁化曲线：表征磁感应强度B，磁化强度M与磁场强度H之间的非线性关系的曲线 磁滞回线：在外加磁场H从正的最大到负的最大，再回到正的最大这个过程中，M-H或B-H形成了一条闭合曲线，称为磁滞回线 磁化率：置于外磁场中的磁体，其磁化率为磁化强度M与外磁场强度H的比值，是表征磁体磁性强弱的一个参量 磁导率：磁导率是表征磁体的磁性，导磁率及磁化难易程度的磁学量，是磁感应强度B与外磁场强度H 的比值 起始磁导率：磁中性化的磁性材料，当磁场强度趋近于零时磁导率的极限值 最大磁导率：对应基本磁化曲线上各点磁导率的最大值 退磁场：当一个有限大小的样品被外磁场磁化时，在他两端的自由磁极所产生的一个与磁化强度方向相反的磁场称为退磁场 退磁场Hd的强度与磁体的强度及形状有关，Hd=-NM 退磁因子：仅与材料形状有关的影响材料退磁场强度的参数 铁磁性：是指物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。 反铁磁性：在原子自旋（磁矩）受交换作用而呈现有序排列的磁性材料中，如果相邻原子自旋间是受负的交换作用，自旋为反平行排列，则磁矩虽处于有序状态（称为序磁性），但总的净磁矩在不受外场作用时仍为零。这种磁有序状态称为反铁磁性。 磁谱：指铁磁体在交变磁场中的复数磁导率的实部μ’和虚部μ“随频率变化的关系曲线 自发磁化：磁有序物质在无外加磁场的情况下，由于近邻原子间电子的交换作用或其他相互作用，使物质中各原子的磁矩在一定空间范围内呈现有序排列而达到的磁化，称为自发磁化