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磁性材料名詞解釋
篇一：磁性材料名詞解釋
磁性材料
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magnetic material
可由磁場(chǎng)感生或改變磁化強(qiáng)度的物質(zhì)。按照磁性的強(qiáng)弱，物質(zhì)可以分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性等幾類。鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，其余為弱磁性物質(zhì)。現(xiàn)代工程上實(shí)用的磁性材料多屬?gòu)?qiáng)磁性物質(zhì)，通常所說的磁性材料即指強(qiáng)磁性材料。
磁性材料的用途廣泛。主要是利用其各種磁特性和特殊效應(yīng)制成元件或器件；用于存儲(chǔ)、傳輸和轉(zhuǎn)換電磁能量與信息，或在特定空間產(chǎn)生一定強(qiáng)度和分布的磁場(chǎng)；有時(shí)也以材料的自然形態(tài)而直接利用(如磁性液體)。磁性材料在電子技術(shù)領(lǐng)域和其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中都有重要的作用。
簡(jiǎn)史 中國(guó)是世界上最先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國(guó)家。早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就有關(guān)于天然磁性材料（如磁鐵礦）的記載。11世紀(jì)就發(fā)明了制造人工永磁材料的方 法。1086年《夢(mèng)溪筆談》記載了指南針的制作和使用。1099～1102年有指南針用于航海的記述，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了地磁偏角的現(xiàn)象。 近代，電力工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了金屬磁性材料──硅鋼片（Si-Fe合金）的研制。永磁金屬?gòu)?19世紀(jì)的碳鋼發(fā)展到后來的稀土永磁合金，性能提高二百多倍。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，軟磁金屬材料從片狀改為絲狀再改為粉狀，仍滿足不了頻率擴(kuò)展的要求。 20世紀(jì)40年代，荷蘭J.L.斯諾伊克發(fā)明電阻率高、高頻特性好的鐵氧體軟磁材料，接著又出現(xiàn)了價(jià)格低廉的永磁鐵氧體。50年代初，隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā) 展，美籍華人王安首先使用矩磁合金元件作為計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器，不久被矩磁鐵氧體記憶磁芯取代，后者在60～70年代曾對(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展起過重要的作用。50 年代初人們發(fā)現(xiàn)鐵氧體具有獨(dú)特的微波特性，制成一系列微波鐵氧體器件。壓磁材料在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)即已用于聲納技術(shù)，但由于壓電陶瓷的出現(xiàn)，使用有所減少。后來又出現(xiàn)了強(qiáng)壓磁性的稀土
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合金。非晶態(tài)（無定形）磁性材料是近代磁學(xué)研究的成果，在發(fā)明快速淬火技術(shù)后，1967年解決了制帶工藝，正向?qū)嵱没^渡。
分類 磁性材料按磁性功能分，有永磁、軟磁，矩磁、旋磁和壓磁材料；按化學(xué)成分分，有金屬磁和鐵氧體；按結(jié)構(gòu)分,有單晶、多晶和非晶磁體；按形態(tài)分,有磁性薄膜、塑性磁體、磁性液體和磁性塊體。磁性材料通常是按功能分類的。
永磁材料 一經(jīng)外磁場(chǎng)磁化以后，即使在相當(dāng)大的反向磁場(chǎng)作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的磁性。對(duì)這類材料的要求是剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br高，矯頑力BHC(即抗退磁能力)強(qiáng)，磁能積(BH)max (即給空間提供的磁場(chǎng)能量)大。相對(duì)于軟磁材料而言,它亦稱為硬磁材料。
永磁材料有合金、鐵氧體和金屬間化合物三類。①合金類:包括鑄造、燒結(jié)和可加工合金。鑄造合金的主要品種有:AlNi(Co)、 FeCr(Co)、FeCrMo、FeAlC、FeCo(V)(W)；燒結(jié)合金有：Re－Co（Re代表稀土元素）、Re－Fe以及AlNi（Co）、 FeCrCo等；可加工合金有：FeCrCo、PtCo、MnAlC、CuNiFe和AlMnAg等，后兩種中BHC較低者亦稱半永磁材料。②鐵氧體類： 主要成分為MO·6Fe2O3,M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa等復(fù)合組分。③金屬間化合物類：主要以MnBi為代表。
永磁材料有多種用途。①基于電磁力作用原理的應(yīng)用主要有：揚(yáng)聲器、話筒、電表、按鍵、電機(jī)、繼電器、傳感器、開關(guān)等。②基于磁電作用原理的應(yīng)用主要有：磁控管和行波管等微波電子管、顯像管、鈦泵、微波鐵氧體器件、磁阻器件、霍爾器件等。③基于磁力作用原理的應(yīng)用主要有：磁軸承、選礦機(jī)、磁力分離器、磁性吸盤、磁密封、磁黑板、玩具、標(biāo)牌、密碼鎖、復(fù)印機(jī)、控溫計(jì)等。其他方面的應(yīng)用還有：磁療、磁化水、磁麻醉等。
根據(jù)使用的需要，永磁材料可有不同的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。有些材料還有各向同性和各向異性之別。
軟磁材料 它的功能主要是導(dǎo)磁、電磁能量的轉(zhuǎn)換與傳輸。因此，對(duì)這類材料要求有較高的磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)磁滯回線的面積或磁損耗要小。與永磁材料相反，其Br和BHC越小越好,但飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs則越大越好。 軟磁材料大體上可分為四類。①合金薄帶或薄片：FeNi(Mo)、FeSi、FeAl等。②非晶態(tài)合金薄帶:Fe基、Co基、FeNi基或FeNiCo基等配以適當(dāng)?shù)腟i、B、P和其他摻雜元素,又稱磁性玻璃。③磁介質(zhì)（鐵粉芯）:FeNi(Mo)、FeSiAl、羰基鐵和鐵氧體等粉料，經(jīng)電絕緣介質(zhì)包覆和粘合后按要求壓制成形。④鐵氧
體：包括尖晶石型──M++ O·Fe (M++
2O3 代表NiZn、MnZn、MgZn、Li1/2Fe1/2Zn、CaZn等),磁鉛石型──Ba3Me2Fe24O41(Me代表Co、Ni、Mg、Zn、Cu及其復(fù)合組分)。
軟磁材料的應(yīng)用甚廣，主要用于磁性天線、電感器、變壓器、磁頭、耳機(jī)、繼電器、振動(dòng)子、電視偏轉(zhuǎn)軛、電纜、延遲線、傳感器、微波吸收材料、電磁鐵、加速器高頻加速腔、磁場(chǎng)探頭、磁性基片、磁場(chǎng)屏蔽、高頻淬火聚能、電磁吸盤、磁敏元件(如磁熱材料作開關(guān))等。
矩磁材料和磁記錄材料 主要用作信息記錄、無接點(diǎn)開關(guān)、邏輯操作和信息放大。這種材料的特點(diǎn)是磁滯回線呈矩形。
旋磁材料 具有獨(dú)特的微波磁性，如導(dǎo)磁率的張量特性、法拉第旋轉(zhuǎn)、共振吸收、場(chǎng)移、相移、雙折射和自旋波等效應(yīng)。據(jù)此設(shè)計(jì)的器件主要用作微波能量的傳輸和轉(zhuǎn)換，常 用的有隔離器、環(huán)行器、濾波器（固定式或電調(diào)式）、衰減器、相移器、調(diào)制器、開關(guān)、限幅器及延遲線等，還有尚在發(fā)展中的磁表面波和靜磁波器件（見微波鐵氧
體器件）。常用的材料已形成系列，有Ni系、Mg系、Li系、YlG系和BiCaV系等鐵氧體材料；并可按器件的需要制成單晶、多晶、非晶或薄膜等不同的 結(jié)構(gòu)和形態(tài)。
壓磁材料 這類材料的特點(diǎn)是在外加磁場(chǎng)作用下會(huì)發(fā)生機(jī)械形變,故又稱磁致伸縮材料,它的功能是作磁聲或磁力能量的轉(zhuǎn)換。常用于超聲波發(fā)生器的振動(dòng)頭、通信機(jī)的機(jī)械 濾波器和電脈沖信號(hào)延遲線等，與微波技術(shù)結(jié)合則可制作微聲（或旋聲）器件。由于合金材料的機(jī)械強(qiáng)度高，抗振而不炸裂，故振動(dòng)頭多用Ni系和NiCo系合 金；在小信號(hào)下使用則多用Ni系和NiCo系鐵
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氧體。非晶態(tài)合金中新出現(xiàn)的有較強(qiáng)壓磁性的品種，適宜于制作延遲線。壓磁材料的生產(chǎn)和應(yīng)用遠(yuǎn)不及前面四種材 料。 展望 磁電共存這一基本規(guī)律導(dǎo)致了磁性材料必然與電子技術(shù)相互促進(jìn)而發(fā)展，例如光電子技術(shù)促進(jìn)了光磁材料和磁光材料的研制。磁性半導(dǎo)體材料和磁敏材料和器件可 以應(yīng)用于遙感、遙則技術(shù)和機(jī)器人。人們正在研究新的非晶態(tài)和稀土磁性材料（如FeNa合金）。磁性液體已進(jìn)入實(shí)用階段。某些新的物理和化學(xué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)（如 拓?fù)湫?yīng)）也給新材料的研制和應(yīng)用（如磁聲和磁熱效應(yīng)的應(yīng)用）提供了條件。 參考書目
戴禮智編著：《金屬磁性材料》,上海人民出版社,上海， 1973。周志剛等編著：《鐵氧體磁性材料》,科學(xué)出版社,北京，1981。
李蔭遠(yuǎn)、李國(guó)棟編著：《鐵氧體物理學(xué)》第二版，科學(xué)出版社，北京，1983。
具有鐵磁性能的材料。電工技術(shù)中常用的磁性材料可分為高磁導(dǎo)率、低矯頑力、低剩磁的軟磁材料和高矯頑力、高剩磁的永磁材料兩大類。永磁材料又稱硬磁材料。
磁性是物質(zhì)的一種基本屬性。物質(zhì)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外磁場(chǎng)中的性狀可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和 亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，其他均為弱磁性物質(zhì)。
磁性材料有各向同性和各向異
性之分。各向異性材料的磁性能依方向不同而異。因此，在使用各向異性材料時(shí)， 必須注意其磁性能的方向。電工領(lǐng)域中常用的磁性材料都屬于強(qiáng)磁性物質(zhì)。反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗等。 磁化曲線和磁滯回線 反映磁性材料磁化特性的曲線。可以用于確定磁性材料的一些基本特性參量如磁導(dǎo)率μ、飽和磁通密度Bs、剩余磁場(chǎng)強(qiáng)度即矯頑力Hc、剩余磁通密度即剩磁Br，以及磁滯損耗P等。 基本磁化曲線是鐵磁物質(zhì)以磁中性狀態(tài)為出發(fā)點(diǎn)，在反復(fù)磁化過程中B 隨H 變化規(guī)律的曲線,簡(jiǎn)稱磁化曲線（圖1）。它是確定軟磁材料工作點(diǎn)的依據(jù)。B 和H 的關(guān)系如下： B＝μ0（H＋M ）
式中μ0為真空磁導(dǎo)率(又稱磁常數(shù))，在國(guó)際單位制(SI)中，其值為
μ=4π×10-7
0亨／米；H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為安／米(A/m);M 為磁化強(qiáng)度,單位為安／米(A/m)。圖中磁化到飽和時(shí)的B值稱為飽和磁通密度Bs，相應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 Hs。通常，要求磁性材料有高的Bs值。
磁化曲線上任一點(diǎn)的B 與H 之比就是磁導(dǎo)率μ，即對(duì)于各向同性的導(dǎo)磁
物質(zhì)μ＝B/H， 常用的是相對(duì)磁導(dǎo)率μr
=μ/μ0，它是無量綱的純數(shù)，用以表
示物質(zhì)的磁化能力。因此,按μr的大小，把各類物質(zhì)劃分為：μr
<1的抗磁性
物質(zhì),μr>1的順磁性物質(zhì),μr
1的強(qiáng)磁性物質(zhì)。根據(jù)B-H 曲線可以描繪出μ-H
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曲線,圖中μm和μi分別稱為最大磁導(dǎo)率和初始磁導(dǎo)率。μi是在低磁場(chǎng)下使用軟磁材料的一個(gè)重要參量。
圖2表示外磁場(chǎng)H 變化一周時(shí)B 隨H變化而形成的閉合曲線。
由于B 的變化滯后于H,這個(gè)現(xiàn)象稱為磁滯。閉合曲線稱為磁滯回線。圖中可見，當(dāng)Hs降為零時(shí),B 并不回到零，而僅到b點(diǎn)，此值(Br)稱為剩余磁通密度，簡(jiǎn)稱剩磁。若要使Br降到零，需加一反磁場(chǎng)，這個(gè)反磁場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值稱為
磁感應(yīng)矯頑力，簡(jiǎn)稱矯頑力Hrr
c。B與Bs之比稱為剩磁比或稱開關(guān)矩形比(B/Bs),它表征矩磁材料磁滯回線接近矩形的程度。磁滯回線的形狀和面積直接表征磁性材料的主要磁特性。
軟磁材料的磁滯回線窄，故矯頑力低，磁滯損耗也低(圖3a)，常用于電機(jī)、變壓器、繼電器的鐵心磁路。若磁滯回線窄而接近于矩形(稱為矩磁材
料)(圖3c)，則這種軟磁材料不僅矯頑力低而且Br
/Bs值也高,適宜作記憶元件
和開關(guān)元件。永磁材料其磁滯回線面積寬大（圖3b），Br
和Hc都大，經(jīng)飽和磁化后，儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量大。常用作發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的永磁磁極和測(cè)量?jī)x表、揚(yáng)聲器中的永磁體等。
磁損耗 單位重量的磁性材料在交變磁場(chǎng)中磁化，從變化磁場(chǎng)中吸收并以熱的形式耗散的功率稱為磁損耗或鐵損耗P。 它主要由磁滯損耗和渦流損耗引起。其中由磁滯現(xiàn)象引起的能量損耗稱為磁滯損耗，它與磁滯回線所包圍的面積成正比。磁滯損耗功率Ph可由下式計(jì)算Ph=кhBmnV
式中為頻率(Hz)；Bm為最大磁通密度(T)；指數(shù) n為經(jīng)驗(yàn)參數(shù),和Bm大小有關(guān)；V為磁性材料的體積；кh為與鐵磁物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)。在交變磁場(chǎng)中導(dǎo)電物質(zhì)（包括鐵磁物質(zhì)）將感應(yīng)出渦流，由渦流產(chǎn)生的電阻損耗稱為渦流損耗。渦流損耗的功率Pe可由下式計(jì)算 P2
e=кeBmnV
式中кe為與材料的電阻率、截面大小、形狀有關(guān)的系數(shù)。Ph和Pe是衡量電工設(shè)備、儀表產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要參數(shù)。
具有強(qiáng)磁性的材料。這類材料微觀特征是相鄰原子或離子磁矩呈有序排列，從而顯示出鐵磁性或亞鐵磁性。宏觀特征是在外磁場(chǎng)作用下具有明顯的磁化強(qiáng)度。4 / 17
按化學(xué)成分分類 基本上可分為金屬磁性材料與鐵氧體兩大類。 ①金屬磁性材料。主要是鐵、鎳、鈷元素及其合金，如鐵硅合金、鐵鎳合金、鐵鈷合金、釤鈷合金、鉑鈷合金、錳鋁合金等等。它們具有金屬的導(dǎo)電性能，通常呈現(xiàn)鐵磁性，具有較高的飽和磁化強(qiáng)度，較高的居里溫度，較低的溫度系數(shù)，在交變電磁場(chǎng)中具有較大的渦流損耗與趨膚效應(yīng)， 因此金屬軟磁材料通常適用于低頻、大功率的電力、電子工業(yè)。例如硅鋼片的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約為2T（特斯拉），比一般鐵氧體大5倍,廣泛用作電力變壓器。金 屬永磁材料目前磁能積很高，用它可以制成體積小，重量輕的永磁器件，尤宜用于宇航等空間科技領(lǐng)域，其缺點(diǎn)是鎳、鈷以及稀土金屬價(jià)格貴，材料來源少。 ②鐵氧體。是指以氧化鐵為主要成分的磁性氧化物，早期曾譯名為“鐵淦氧磁物“，簡(jiǎn)稱“鐵淦氧”，因其制備工藝沿襲了陶瓷和粉末冶金的工藝，有時(shí)也稱為磁性瓷。大多數(shù)為亞鐵磁性，從而飽和磁化強(qiáng)度較低，其電阻率卻比
金屬磁性材料高106
倍以上,在交變電磁場(chǎng)中損耗較低，在高頻、微波、光頻段應(yīng)用時(shí)更顯出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，從晶體結(jié)構(gòu)考慮，鐵氧體主要分為：尖晶石型(與天然MgAl2O4尖晶石同晶型),例如錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體等；石榴石型〔與天然的(Fe,Mn)3Al2(SiO4)3石榴石同晶型〕,例如釔鐵石榴石型鐵氧體(Y3Fe5O12))等；六角晶系鐵氧體,例如與天然Pb(Fe7.5)Mn3.5Al0.5Ti0.5)O19磁鉛石同晶型的鋇
鐵氧體(BaFe)O2+
1219),易磁化軸處于六角平面內(nèi)的Y型鐵氧體(Ba2MeFe12)O22)等。 按應(yīng)用情況分類 大體上可分為 6類（由于磁性材料的種類繁多，應(yīng)用廣泛,實(shí)際上決非此6類所能完全概括）。
①永磁材料又名硬磁材料。具有高矯頑力與剩磁值。通常以最大磁能積(BH)m衡量永磁材料的優(yōu)值。例如:鋁鎳鈷系合金、釤鈷系合金、錳鋁系合金、鐵鉻鈷系合金以及鋇鐵氧體、鍶鐵氧體等。
②軟磁材料。具有較低的矯頑力，較窄的磁滯回線。通常以初始磁導(dǎo)率，
飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度以及交流損耗等值的大小標(biāo)志其主要性能。材料主要有 純鐵、鐵硅合金系、鐵鎳合金系、錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體等。軟磁材料是磁性材料中種類最多、應(yīng)用最廣泛的一類，在電力工業(yè)中主要是用作變壓器、
電動(dòng)機(jī)與
發(fā) 電機(jī)的磁性材料，在電子工業(yè)中制成各種磁性元件，廣泛地應(yīng)用于電視、廣播、通信等領(lǐng)域。
③矩磁材料。磁滯回線呈矩形，而矯頑力較小的一種軟磁材料，通常以剩磁Br與最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm之比的矩形比Br/Bm值標(biāo)志其靜態(tài)特性。材料主要有鋰錳鐵氧體，錳鎂鐵氧體等。用在電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制等技術(shù)中常作為記憶元件、開關(guān)和邏輯元件等的材料。
④旋磁材料。利用旋磁效應(yīng)的磁性材料，通常用于微波頻段，以復(fù)張量磁導(dǎo)率、飽和磁化強(qiáng)度等標(biāo)志其主要性能。常用的材料為石榴石型鐵氧 體、鋰鐵氧體等。可制作各種類型的微波器件，如隔離器、環(huán)流器、相移器等。自1952年以來，鐵氧體在微波領(lǐng)域的應(yīng)用，促使微波技術(shù)發(fā)生革命性的變革。利 用鐵氧體的張量磁導(dǎo)率的特性才能制造出一系列非互易性微波器件；利用鐵氧體的非線性效應(yīng)，可設(shè)計(jì)出一系列有源器件，如倍頻器、振蕩器等。 ⑤壓磁材料。利用磁致伸縮效應(yīng)的磁性材料，以磁致伸縮系數(shù)標(biāo)志其主要性能，通常用于機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)換。例如可制成各種超聲器件、濾波器、磁扭線存儲(chǔ)器、振動(dòng)測(cè)量器等。常用的材料為鎳片、鎳鐵氧體等。目前正在深入研究磁聲耦合效應(yīng)，以期開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。
⑥磁記錄材料。主要包括磁頭材料與磁記錄介質(zhì)兩類，前者屬于軟磁材料，后者屬于永磁材料，由于其應(yīng)用的重要性與性能上的特殊要求而另列 一類。磁頭材料除了應(yīng)具有軟磁材料的一般特性外，常要求高記錄密度，低磨損。常用的有熱壓多晶鐵氧體、單晶鐵氧體、鋁硅鐵合金、硬叵姆合金等。磁記錄介質(zhì) 要求有較大的剩磁值，適當(dāng)高的矯頑力值
,以便將電的信息通過磁頭而在
磁帶上以一定的剩磁跡記錄下來。常用的材料為γ－三氧化二鐵。高記錄密度的材料有二氧化鉻金屬薄膜等。目前磁記錄已普遍應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，例如錄音、錄碼、錄像等，因此，近年來磁記錄材料的產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)。從廣義來說，磁泡材料也屬于這一類。
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磁性材料正在不斷發(fā)展。例如非晶態(tài)磁性材料，磁性半導(dǎo)體等，都是當(dāng)前極為活躍的研究領(lǐng)域。磁性材料的用途亦越趨廣泛。
參考書目
李蔭遠(yuǎn)、李國(guó)棟編：《鐵氧體物理學(xué)》，修訂版，科學(xué)出版社，北京，1978。郭貽誠(chéng)著:《鐵磁學(xué)》,高等教育出版社，北京，1965。R.S.特貝爾、D.J.克雷克著,北京冶金研究所譯:《磁性材料》，科學(xué)出版社，北京,1979。(R.S.Tebble and D.J.Craik, magnetic materials, Wiley Inters cience,London,1969.)
具有磁有序的強(qiáng)磁性物質(zhì)，廣義還包括可應(yīng)用其磁性和磁效應(yīng)的弱磁性及反鐵磁性物質(zhì)。磁性是物質(zhì)的一種基本屬性。物質(zhì)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外 磁場(chǎng)中的性狀可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強(qiáng)磁性物質(zhì)，抗磁性和順磁性物質(zhì)為弱磁性物質(zhì)。磁性材料按性 質(zhì)分為金屬和非金屬兩類，前者主要有電工鋼、鎳基合金和稀土合金等，后者主要是鐵氧體材料 。按使用又分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸縮材料、磁記錄材料、[[磁電阻材料]、磁泡材料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等，反應(yīng)磁性材料基本磁性能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗等。
磁石
單位質(zhì)量的磁性材料在交變磁場(chǎng)中磁化，從變化磁場(chǎng)中吸收并以熱的形式耗散的功率稱為磁損耗，或稱鐵損耗，它包括磁滯損耗和渦流損耗。其中由 磁滯現(xiàn)象引起的能量損耗為磁滯損耗，與磁滯回線所包圍的面積成正比。在交變磁場(chǎng)中導(dǎo)電物質(zhì)將感應(yīng)出渦
流，由渦流產(chǎn)生的電阻損耗稱渦流損耗。
篇二：電磁屏蔽材料的選用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)
電磁屏蔽材料的選用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)
屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋�(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。因?yàn)槠帘误w對(duì)來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
（1）當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí)，利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。
（2）當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。
（3）在某些場(chǎng)合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具
有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
許多人不了解電磁屏蔽的原理，認(rèn)為只要用金屬做一個(gè)箱子，然后將箱子接地，就能夠起到電磁屏蔽的作用。在這種概念指導(dǎo)下結(jié)果是失敗。因?yàn)椋姶牌帘闻c屏蔽體接地與否并沒有關(guān)系。真正影響屏蔽體屏蔽效能的只有兩個(gè)因素：一個(gè)是整個(gè)屏蔽體表面必須是導(dǎo)電連續(xù)的，另一個(gè)是不能有直接穿透屏蔽體的導(dǎo)體。屏蔽體上有很多導(dǎo)電不連續(xù)點(diǎn)，最主要的一類是屏蔽體不同部分結(jié)合處形成的不導(dǎo)電縫隙。這些不導(dǎo)電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏，如同流體會(huì)從容器上的縫隙上泄漏一樣。解決這種泄漏的一個(gè)方法是在縫隙處填充導(dǎo)電彈性材料，消除不導(dǎo)電點(diǎn)。這就像在流體容器的縫隙處填充橡膠的道理一樣。這種彈性導(dǎo)電填充材料就是電磁密封襯墊。
在許多文獻(xiàn)中將電磁屏蔽體比喻成液體密封容器，似乎只有當(dāng)用導(dǎo)電彈性材料將縫隙密封到滴水不漏的程度才能夠防止電磁波泄漏。實(shí)際上這是不確切的。因?yàn)榭p隙或孔洞是否會(huì)泄漏電磁波，取決于縫隙或孔洞相對(duì)于電磁波波長(zhǎng)的尺寸。當(dāng)波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于開口尺寸時(shí)，并不會(huì)產(chǎn)生明顯的泄漏。因此，當(dāng)干擾的頻率較高時(shí)，這時(shí)波長(zhǎng)較短，就需要使用電磁
密封襯墊。具體說，當(dāng)干擾的頻率超過10MHz時(shí)，就要考慮使用電磁密封襯墊。
凡是有彈性且導(dǎo)電良好的材料都可以用做電磁密封襯墊。按照這個(gè)原理制造的電磁密封襯墊有:
導(dǎo)電橡膠：在硅橡膠內(nèi)填充占總重量70～ 80％比例的金屬顆粒，如銀粉、銅粉、鋁粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀玻璃球等。這種材料保留一部分硅橡膠良好彈性的特性，同時(shí)具有較好的導(dǎo)電性。
金屬編織網(wǎng)：用鈹銅絲、蒙乃爾絲或不銹鋼絲編織成管狀長(zhǎng)條，外形很像屏蔽電纜的`屏蔽層。但它的編織方法與電纜屏蔽層不同，電纜屏蔽層是用多根線編成的，而這種屏蔽襯墊是由一根線織成的。打個(gè)形象的比喻，就像毛衣的袖子一樣。為了增強(qiáng)金屬網(wǎng)的彈性，有時(shí)在網(wǎng)管內(nèi)加入橡膠芯。
指形簧片：鈹銅制成的簧片，具有很好的彈性和導(dǎo)電性。導(dǎo)電性和彈性。
多重導(dǎo)電橡膠：由兩層橡膠構(gòu)成，內(nèi)層是普通硅橡膠，外層是導(dǎo)電橡膠。這種材料克服了傳統(tǒng)導(dǎo)電橡膠彈性差的缺
點(diǎn)，使橡膠的彈性得以充分體現(xiàn)。它的原理有些像帶橡膠芯的金屬絲網(wǎng)條。
選擇使用什么種類電磁密封襯墊時(shí)要考慮四個(gè)因素：屏蔽效能要求、有無環(huán)境密封要求、安裝結(jié)構(gòu)要求、成本要求。不同襯墊材料的特點(diǎn)比較，如表所示。
屏蔽按機(jī)理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。
1 電場(chǎng)屏蔽【屏蔽機(jī)理】：將電場(chǎng)感應(yīng)看成分布電容間的耦合。
【設(shè)計(jì)要點(diǎn)】：
a、 屏蔽板以靠近受保護(hù)物為好，而且屏蔽板的接地必須良好！！！
b、屏蔽板的形狀對(duì)屏蔽效能的高低有明顯影響。全封閉的金屬盒最好，但工程中很難做到！
c、屏蔽板的材料以良導(dǎo)體為好，但對(duì)厚度無要求，只要有足夠的強(qiáng)度就可了。
2 磁場(chǎng)屏蔽磁場(chǎng)屏蔽通常是指對(duì)直流或低頻磁場(chǎng)的屏
蔽，其效果比電場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽要差的多。【 屏蔽機(jī)理】：主要是依靠高導(dǎo)磁材料所具有的低磁阻，對(duì)磁通起著分路的作用，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場(chǎng)大為減弱。
【設(shè)計(jì)要點(diǎn)】：
a、 選用高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金；
b、 增加屏蔽體的厚度；以上均是為了減小屏蔽體的磁阻； c、 被屏蔽的物體不要安排在緊靠屏蔽體的位置上，以盡量減小通過被屏蔽物體體內(nèi)的磁通；
d、 注意屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，凡接縫、通風(fēng)空等均可能增加屏蔽體的磁阻，從而降低屏蔽效果。
e、對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)的屏蔽可采用雙層磁屏蔽體的結(jié)構(gòu)。對(duì)要屏蔽外部強(qiáng)磁場(chǎng)的，則屏蔽體的外層選用不易飽和的材料，如硅鋼；而內(nèi)部可選用容易達(dá)到飽和的高導(dǎo)磁材料，如坡莫合金等。反之，如果要屏蔽內(nèi)部強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，則材料的排列次序要到過來。在安裝內(nèi)外兩層屏蔽體時(shí)，要注意彼此間的絕緣。當(dāng)沒有接地要求時(shí)，可用絕緣材料做支撐件。若需接地時(shí)，可選用非鐵磁材料（如銅、鋁）做支撐件。
3 電磁場(chǎng)屏蔽電磁場(chǎng)屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種措施。
篇三：鐵磁材料的性質(zhì)
鐵磁材料的性質(zhì)
鐵磁材料具有很強(qiáng)的被磁化特性，它們集電環(huán)在外磁場(chǎng)的作用下，能產(chǎn)生遠(yuǎn)大于外磁場(chǎng)的附加磁場(chǎng)。只有鐵心的線圈，其磁場(chǎng)遠(yuǎn)比無鐵心線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)，所以電機(jī)、電器等設(shè)備都要采用鐵心。這碳刷樣就可以用較小的電流來產(chǎn)生較強(qiáng)約磁場(chǎng)，使線圈的體積、重量都大為減小。
鐵成材料主要具恒壓簧有如下的磁性能：
①高導(dǎo)磁性。鐵磁材料的磁導(dǎo)率4在—投情況下遠(yuǎn)比非鐵磁材料大。
②剩磁性。鐵磁材料經(jīng)磁無刷無環(huán)啟動(dòng)器化后，若勵(lì)磁電流降低到o，鐵磁材料中仍能保留一定的剩磁。
3磁飽和性。鐵磁材料內(nèi)的磁場(chǎng)增加到一定后，這時(shí)磁場(chǎng)增強(qiáng)變得極為緩慢，達(dá)到了飽和值。
④磁滯性。鐵磁材料在交變磁化過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化且畝磁滯損耗。
鐵磁材料常分成兩類，軟成材料和碩磁材料。軟磁材料的剩磁、磁滯損耗等均較小，常用的軟磁材料有硅鋼片(電上鋼板)、鑄鋼和鑄鐵等。硬磁材料的剩磁、磁滯損耗等均較大。硬磁材料經(jīng)過磁化后，能得到很強(qiáng)的剩磁，而且不易退磁。常用的硬磁材料有鎢鋼、鋁鎳鉆合金等，主要用于制造永久磁鐵。
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