論文關(guān)鍵詞：鐵磁材料 磁導(dǎo)率 磁滯 軟磁材料 硬磁材料 矩磁材料

論文摘要：鐵磁材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用,隨著材料科學(xué)的發(fā)展,它已成為一種重要的智能材料。本文主要介紹鐵磁材料的原理，分類，及其應(yīng)用;并對三類主要鐵磁材料詳細介紹，包括軟磁材料，硬磁材料，矩磁材料。

引言

隨著電力工及電訊技術(shù)的興起，開始使用低碳鋼制造電機和變壓器，在電話線路中的電感線圈的磁芯中使用了細小的鐵粉。氧化鐵。細鐵絲等。到20世紀初，研制出了硅鋼片代替低碳鋼，提高了變壓器的效率，降低了損耗。直至現(xiàn)在硅鋼片在電力工業(yè)用軟磁材料中仍居首位。到20年代，無線電技術(shù)的興起，促進了高導(dǎo)磁材料的發(fā)展，出現(xiàn)了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。從40年代到60年代，是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時期，雷達。電視廣播。集成電路的發(fā)明等，對軟磁材料的要求也更高，生產(chǎn)出了軟磁合金薄帶及軟磁鐵氧體材料。進入70年代，隨著電訊。自動控制。計算機等行業(yè)的發(fā)展，研制出了磁頭用軟磁合金，除了傳統(tǒng)的晶態(tài)軟磁合金外，又興起了另一類材料—非晶態(tài)軟磁合金。

鐵磁材料是受到外磁場作用時顯示很強磁性的材料。例如鐵，鈷，鎳和它們的一些合金，稀土族金屬以及一些氧化物都屬于鐵磁材料，具有明顯而特殊的磁性。首先，它們都有很大的磁導(dǎo)率μ;其次，它們都有明顯的磁滯效應(yīng)。

磁導(dǎo)率(magnetic permeability)：表征磁介質(zhì)磁性的物理量。常用符號μ表示，μ為介質(zhì)的磁導(dǎo)率，或稱絕對磁導(dǎo)率。磁滯----鐵磁體在反復(fù)磁化的過程中，它的磁感應(yīng)強度的變化總是滯后于它的磁場強度，這種現(xiàn)象叫磁滯。高磁導(dǎo)率是鐵磁材料應(yīng)用特別廣泛的主要原因。磁滯特性使永磁體的制造成為可能，但在許多其他應(yīng)用中卻帶來不利影響。當(dāng)鐵磁材料處于交變磁場中時將沿磁滯回線反復(fù)被磁化。在反復(fù)磁化的過程中要消耗額外的能量，以熱的形式從鐵磁材料中釋放，這種能量損耗稱為磁滯損耗，磁滯損耗不僅造成能量的浪費，而且使鐵芯的溫度升高，導(dǎo)致絕緣材料的老化，所以應(yīng)盡量減少。

軟磁材料(soft magnetic material)：具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。軟磁材料在工業(yè)中的應(yīng)用始于19世紀末。軟磁材料主要有，以金屬軟磁材料(以硅鋼片，坡莫合金等為代表，包括Fe系，F(xiàn)eSiAl系和 FeGo系等)和鐵氧體軟磁材料(如MnZn系，NiZn系和MgZn系等)為代表的晶體材料，非晶態(tài)軟磁合金(主要分為Fe基和Go基兩種)以及近年來發(fā)展起來的納米晶軟磁合金，如納米粒狀組織軟磁合金，納米結(jié)構(gòu)軟磁薄膜和納米線等等。應(yīng)用最多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。

硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或恒磁材料。硬磁鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)大致是六角晶系磁鉛石型，其典型代表是鋇鐵氧體BaFe12O19。這種材料性能較好，成本較低，不僅可用作電訊器件如錄音器、電話機及各種儀表的磁鐵，而且在醫(yī)學(xué)、生物和印刷顯示等方面也得到了應(yīng)用。硬磁材料常用來制作各種永久磁鐵、揚聲器的磁鋼和電子電路中的記憶元件等。在電學(xué)中硬磁材料的主要作應(yīng)是產(chǎn)生磁力線，然后讓運動的導(dǎo)線切割磁力線，從而產(chǎn)生電流。

磁帶錄音原理：硬磁性材料被磁化以后，還留有剩磁，剩磁的強弱和方向隨磁化時磁性的強弱和方向而定。錄音磁帶是由帶基、粘合劑和磁粉層組成。帶基一般采用聚碳酸脂或氯乙烯等制成。磁粉是用剩磁強的r-Fe2O3或CrO2細粉。錄音時，是把與聲音變化相對應(yīng)的電流，經(jīng)過放大后，送到錄音磁頭的線圈內(nèi)，使磁頭鐵芯的縫隙中產(chǎn)生集中的磁場。隨著線圈電流的變化，磁場的方向和強度也作相應(yīng)的變化。當(dāng)磁帶勻速地通過磁頭縫隙時，磁場就穿過磁帶并使它磁化。由于磁帶離開磁頭后留有相應(yīng)的剩磁，其極性和強度與原來的聲音相對應(yīng)。磁帶不斷移動，聲音也就不斷地被記錄在磁帶上。

矩磁材料，這里是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體材料。它的特點是，當(dāng)有較小的外磁場作用時，就能使之磁化，并達到飽和，去掉外磁場后，磁性仍然保持與飽和時一樣。如鎂錳鐵氧體，鋰錳鐵氧體等就是這樣。這種鐵氧體材料主要用于各種電子計算機的存儲器磁芯等方面。應(yīng)用于計算機磁性存儲設(shè)備和作為乘客乘車的憑證和票價結(jié)算的磁性卡所用的磁性材科及作用原理，同磁帶所用的磁性材料及作用原理基本相同。但材料是矩磁材料(易磁化不易去磁)。

參考文獻：

徐寶玉，任敦亮 物理原理在工程技術(shù)中的應(yīng)用北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.1