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磁性和磁性材料的分類

作者:磁粉探傷機(jī) 發(fā)表時(shí)間:2014/5/4 15:17:59

的物質(zhì)具有磁性,但并不是所有的物質(zhì)能作為磁件材料來應(yīng)用。有些物質(zhì)
很強(qiáng)的磁性,而部分物質(zhì)磁性很弱,此實(shí)際很少一部分物質(zhì)能夠作為磁件材料來應(yīng)用。并磁性材料發(fā)展到今天,已出現(xiàn)大批磁性體和磁性器件,其品種繁多,功能各異。
因此有必要把物質(zhì)磁性和各種磁性材料進(jìn)行分類。

    物質(zhì)的磁性分類

按照磁體磁化時(shí)磁化率的小和符號(hào),可以將物質(zhì)的磁性分為五個(gè)種類:抗磁性、磁性、反鐵磁性、鐵磁性和亞鐵磁性。

(1)抗磁性 是在外磁場的作用下原子系統(tǒng)獲得與外磁場方向反向的磁的現(xiàn)象。它
是種微弱磁性相應(yīng)的物質(zhì)被稱為抗磁牲物質(zhì)。磁化率χd為負(fù)值很小,-般在10-5數(shù)級(jí)??勾判圆牧?/SPAN>χd的大小與溫度、磁場均無關(guān)其磁化曲線為一線。抗磁性物質(zhì)包括惰性氣體、部分有機(jī)化合物、部分金和非金屬等。

(2順磁 一些物質(zhì)在受到外磁場作后,感生出與外磁場向的磁化強(qiáng)度,其磁化
χp>0,數(shù)值很小,僅為10-610-3數(shù)級(jí),這種磁稱為順磁性。順磁物質(zhì)的χp與溫度T有密切關(guān)系,服從居里一外斯定律,即

χp

=

C

T- Tp

式中,C居里常數(shù),T為絕對(duì)溫度,Tp居里溫度。順磁性物質(zhì)括稀土金和鐵族元素的鹽類等。

(3)反鐵磁性 這類物質(zhì)的磁化率在某溫度存在極大值,該溫度稱為奈爾溫度TN。當(dāng)溫度:T>TN時(shí),其磁化率與溫度的關(guān)與正常順磁性物質(zhì)的相似,服從里一外斯定律當(dāng)溫度/TTN磁化率不是繼續(xù)增大而是降低,并逐漸趨于定值。這種磁性稱為反鐵磁性。反鐵磁性物質(zhì)包括過渡族元素的鹽類及化合物等。

(4)鐵磁性 鐵磁性物質(zhì)只要很小的磁場作用就能被磁化到飽和,不但磁化率χf數(shù)值在101?106數(shù)級(jí)。當(dāng)鐵磁性物質(zhì)的溫度比臨界溫度Tc高時(shí),鐵磁性將轉(zhuǎn)變?yōu)槌槾判?,?/SPAN>服從居里一外斯定,即:

χf

=

C

T-Tp

 

式中,C居里常數(shù),Tp鐵磁性物質(zhì)的磁居里溫度。具有鐵磁性的元素不多,但具有鐵磁性的合金和化合物卻各種各樣。到前為止,發(fā)現(xiàn)11個(gè)純?cè)鼐w具有鐵磁性,它們是3個(gè)3d鐵、鈷、鎳,以及4f軋、鋱、鏑、鈥、鉺、銩和面心立方的鐠、面心立方的釹。

(5)亞鐵磁性 亞鐵磁性的宏觀磁性與鐵磁性相同,僅僅磁化率低一些,大約為100?103數(shù)級(jí)。典型的亞鐵磁性物質(zhì)為鐵氣體它們與鐵磁性物質(zhì)的最顯著區(qū)別在于內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)的不同。

以上五種磁性及--些相應(yīng)物質(zhì)的磁化率數(shù)據(jù)見表。

磁性類型

元素或化合物

磁化率χ

抗磁性

Cu

-1.0×10-5

Zn

-1.4×10-5

Au

-3.6×10-5

Hg

-3.2×10-5

H2O

-0.9×10-5

H

-0.2×10-5

順磁性

Li

4.4×10-5

Na

0.62×10-5

AL

2.2×10-5

V

38×10-5

Pd

79×10-5

Nd

34×10-5

空氣

36×10-8(氮是抗磁性)

反鐵磁性

MnO

0.69[XO/X(TN)]

FeO

0.78

CoO

NiO

0.67

CrO

Cr2O3

0.76

鐵晶體

-1.4×10-6(相對(duì)磁導(dǎo)率)

鈷晶體

-103

鐵磁性

鎳晶體

-106

3.5%Si-Fe

-7×104

AINiCo(鋁鎳鈷)

=10

亞鐵磁性

Fe3O4

-102(相對(duì)磁導(dǎo)率)

各種鐵氧體

-103

上述五種磁性物質(zhì)的磁化率和溫度有不同的關(guān)系。

質(zhì)的磁性并不是定不變的。同一種物質(zhì),在不同的環(huán)境條件下,可以具有不同的磁性。例如,鐵磁性物質(zhì)在居里點(diǎn)溫度以下是鐵磁性的,到達(dá)居里點(diǎn)度則轉(zhuǎn)變成為磁性:重稀土金屬在低溫下是強(qiáng)磁性的,在溫或溫下卻變成了磁性。

五種磁性對(duì)應(yīng)不同的磁結(jié)構(gòu)抗磁性物質(zhì)由于電子的抵抗磁矩,所以很小,順磁性物質(zhì)和反鐵磁件物質(zhì)于磁混亂取向和相抵消,磁化率也很小。因此這三種磁性弱磁性。鐵磁性物質(zhì)中磁矩平行取向,磁化很高。鐵磁性物質(zhì)磁矩雖為反平行排列但是磁矩不能完全抵消,而顯示較高的磁化率。此鐵磁性和亞鐵磁性為強(qiáng)磁性。

由于抗磁性、順磁性和反鐵磁性都是弱磁性,需要精密儀器才能檢測出來,因此在技術(shù)上很少應(yīng)用。鐵磁性和亞鐵磁性是強(qiáng)磁性,在技術(shù)上有著廣泛的應(yīng)用,通常所說的磁性材料就是指具有鐵磁性或亞鐵磁性的強(qiáng)磁性材料。

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