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1、按结构分,有单晶、多晶和非晶磁体；按形态分,有磁性薄膜、塑性磁体、磁性液体和磁性块体。磁性材料通常是按功能分类的。永磁材料 一经外磁场磁化以后，即使在相当大的反向磁场作用下，仍能保持一部或大部原磁化方向的磁性。对这类材料的要求是剩余磁感应强度Br高，矫顽力BHC（即抗退磁能力）强，磁能积（BH）max （即给空间提供的磁场能量）大。相对于软磁材料而言,它亦称为硬磁材料。永磁材料有合金、铁氧体和金属间化合物三类。合金类:包括铸造、烧结和可加工合金。铸造合金的主要品种有:AlNi（Co）、 FeCr（Co）、FeCrMo、FeAlC、FeCo（V）（W）；烧结合金有：ReCo（Re代表稀土元素）、

2、ReFe以及AlNi（Co）、 FeCrCo等；可加工合金有：FeCrCo、PtCo、MnAlC、CuNiFe和AlMnAg等，后两种中BHC较低者亦称半永磁材料。铁氧体类： 主要成分为MO6Fe2O3,M代表Ba、Sr、Pb或SrCa、LaCa等复合组分。金属间化合物类：主要以MnBi为代表。永磁材料有多种用途。基于电磁力作用原理的应用主要有：扬声器、话筒、电表、按键、电机、继电器、传感器、开关等。基于磁电作用原理的应用主要有：磁控管和行波管等微波电子管、显像管、钛泵、微波铁氧体器件、磁阻器件、霍尔器件等。基于磁力作用原理的应用主要有：磁轴承、选矿机、磁力分离器、磁性吸盘、磁密封、磁黑板、玩

3、具、标牌、密码锁、复印机、控温计等。其他方面的应用还有：磁疗、磁化水、磁麻醉等。根据使用的需要，永磁材料可有不同的结构和形态。有些材料还有各向同性和各向异性之别。软磁材料 它的功能主要是导磁、电磁能量的转换与传输。因此，对这类材料要求有较高的磁导率和磁感应强度，同时磁滞回线的面积或磁损耗要小。与永磁材料相反，其Br和BHC越小越好,但饱和磁感应强度Bs则越大越好。软磁材料大体上可分为四类。合金薄带或薄片：FeNi（Mo）、FeSi、FeAl等。非晶态合金薄带:Fe基、Co基、FeNi基或FeNiCo基等配以适当的Si、B、P和其他掺杂元素,又称磁性玻璃。磁介质（铁粉芯）:FeNi（Mo）、Fe

4、SiAl、羰基铁和铁氧体等粉料，经电绝缘介质包覆和粘合后按要求压制成形。铁氧体：包括尖晶石型M+ OFe2O3 （M+ 代表NiZn、MnZn、MgZn、Li1/2Fe1/2Zn、CaZn等）,磁铅石型Ba3Me2Fe24O41（Me代表Co、Ni、Mg、Zn、Cu及其复合组分）。软磁材料的应用甚广，主要用于磁性天线、电感器、变压器、磁头、耳机、继电器、振动子、电视偏转轭、电缆、延迟线、传感器、微波吸收材料、电磁铁、加速器高频加速腔、磁场探头、磁性基片、磁场屏蔽、高频淬火聚能、电磁吸盘、磁敏元件（如磁热材料作开关）等。矩磁材料和磁记录材料 主要用作信息记录、无接点开关、逻辑操作和信息放大。这种

5、材料的特点是磁滞回线呈矩形。旋磁材料 具有独特的微波磁性，如导磁率的张量特性、法拉第旋转、共振吸收、场移、相移、双折射和自旋波等效应。据此设计的器件主要用作微波能量的传输和转换，常 用的有隔离器、环行器、滤波器（固定式或电调式）、衰减器、相移器、调制器、开关、限幅器及延迟线等，还有尚在发展中的磁表面波和静磁波器件（见微波铁氧 体器件）。常用的材料已形成系列，有Ni系、Mg系、Li系、YlG系和BiCaV系等铁氧体材料；并可按器件的需要制成单晶、多晶、非晶或薄膜等不同的 结构和形态。压磁材料 这类材料的特点是在外加磁场作用下会发生机械形变,故又称磁致伸缩材料,它的功能是作磁声或磁力能量的转换。常

6、用于超声波发生器的振动头、通信机的机械 滤波器和电脉冲信号延迟线等，与微波技术结合则可制作微声（或旋声）器件。由于合金材料的机械强度高，抗振而不炸裂，故振动头多用Ni系和NiCo系合 金；在小信号下使用则多用Ni系和NiCo系铁氧体。非晶态合金中新出现的有较强压磁性的品种，适宜于制作延迟线。压磁材料的生产和应用远不及前面四种材 料。展望 磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进而发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。磁性半导体材料和磁敏材料和器件可 以应用于遥感、遥则技术和机器人。人们正在研究新的非晶态和稀土磁性材料（如FeNa合金）。磁性液体已进入实用阶段。某些

7、新的物理和化学效应的发现（如 拓扑效应）也给新材料的研制和应用（如磁声和磁热效应的应用）提供了条件。参考书目 戴礼智编著：金属磁性材料,上海人民出版社,上海， 1973。周志刚等编著：铁氧体磁性材料,科学出版社,北京，1981。李荫远、李国栋编著：铁氧体物理学第二版，科学出版社，北京，1983。具有铁磁性能的材料。电工技术中常用的磁性材料可分为高磁导率、低矫顽力、低剩磁的软磁材料和高矫顽力、高剩磁的永磁材料两大类。永磁材料又称硬磁材料。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，其他均

8、为弱磁性物质。磁性材料有各向同性和各向异性之分。各向异性材料的磁性能依方向不同而异。因此，在使用各向异性材料时， 必须注意其磁性能的方向。电工领域中常用的磁性材料都属于强磁性物质。反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞回线和磁损耗等。磁化曲线和磁滞回线 反映磁性材料磁化特性的曲线。可以用于确定磁性材料的一些基本特性参量如磁导率、饱和磁通密度Bs、剩余磁场强度即矫顽力Hc、剩余磁通密度即剩磁Br，以及磁滞损耗P等。 基本磁化曲线是铁磁物质以磁中性状态为出发点，在反复磁化过程中B 随H 变化规律的曲线,简称磁化曲线（图1）。它是确定软磁材料工作点的依据。B 和H 的关系如下：B0（HM ） 式中

9、0为真空磁导率（又称磁常数），在国际单位制（SI）中，其值为0=410-7亨米；H为磁场强度，单位为安米（A/m）;M 为磁化强度,单位为安米（A/m）。图中磁化到饱和时的B值称为饱和磁通密度Bs，相应的磁场强度为 Hs。通常，要求磁性材料有高的Bs值。磁化曲线上任一点的B 与H 之比就是磁导率，即对于各向同性的导磁物质B/H， 常用的是相对磁导率r=/0，它是无量纲的纯数，用以表示物质的磁化能力。因此,按r的大小，把各类物质划分为：r1的顺磁性物质,r1的强磁性物质。根据B-H 曲线可以描绘出-H 曲线,图中m和i分别称为最大磁导率和初始磁导率。i是在低磁场下使用软磁材料的一个重要参量。图2

10、表示外磁场H 变化一周时B 随H变化而形成的闭合曲线。由于B 的变化滞后于H,这个现象称为磁滞。闭合曲线称为磁滞回线。图中可见，当Hs降为零时,B 并不回到零，而仅到b点，此值（Br）称为剩余磁通密度，简称剩磁。若要使Br降到零，需加一反磁场，这个反磁场强度的绝对值称为磁感应矫顽力，简称矫顽力Hc。Br与Bs之比称为剩磁比或称开关矩形比（Br/Bs）,它表征矩磁材料磁滞回线接近矩形的程度。磁滞回线的形状和面积直接表征磁性材料的主要磁特性。软磁材料的磁滞回线窄，故矫顽力低，磁滞损耗也低（图3a），常用于电机、变压器、继电器的铁心磁路。若磁滞回线窄而接近于矩形（称为矩磁材料）（图3c），则这种软磁

11、材料不仅矫顽力低而且Br/Bs值也高,适宜作记忆元件和开关元件。永磁材料其磁滞回线面积宽大（图3b），Br和Hc都大，经饱和磁化后，储存的磁场能量大。常用作发电机、电动机的永磁磁极和测量仪表、扬声器中的永磁体等。磁损耗 单位重量的磁性材料在交变磁场中磁化，从变化磁场中吸收并以热的形式耗散的功率称为磁损耗或铁损耗P。 它主要由磁滞损耗和涡流损耗引起。其中由磁滞现象引起的能量损耗称为磁滞损耗，它与磁滞回线所包围的面积成正比。磁滞损耗功率Ph可由下式计算 Ph=hBmnV 式中为频率（Hz）；Bm为最大磁通密度（T）；指数 n为经验参数,和Bm大小有关；V为磁性材料的体积；h为与铁磁物质性质有关的系

12、数。在交变磁场中导电物质（包括铁磁物质）将感应出涡流，由涡流产生的电阻损耗称为涡流损耗。涡流损耗的功率Pe可由下式计算 Pe=e2BmnV 式中e为与材料的电阻率、截面大小、形状有关的系数。Ph和Pe是衡量电工设备、仪表产品质量好坏的重要参数。具有强磁性的材料。这类材料微观特征是相邻原子或离子磁矩呈有序排列，从而显示出铁磁性或亚铁磁性。宏观特征是在外磁场作用下具有明显的磁化强度。按化学成分分类 基本上可分为金属磁性材料与铁氧体两大类。金属磁性材料。主要是铁、镍、钴元素及其合金，如铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金、钐钴合金、铂钴合金、锰铝合金等等。它们具有金属的导电性能，通常呈现铁磁性，具有较高的饱

13、和磁化强度，较高的居里温度，较低的温度系数，在交变电磁场中具有较大的涡流损耗与趋肤效应， 因此金属软磁材料通常适用于低频、大功率的电力、电子工业。例如硅钢片的饱和磁感应强度约为2T（特斯拉），比一般铁氧体大5倍,广泛用作电力变压器。金 属永磁材料目前磁能积很高，用它可以制成体积小，重量轻的永磁器件，尤宜用于宇航等空间科技领域，其缺点是镍、钴以及稀土金属价格贵，材料来源少。铁氧体。是指以氧化铁为主要成分的磁性氧化物，早期曾译名为“铁淦氧磁物“，简称“铁淦氧”，因其制备工艺沿袭了陶瓷和粉末冶金的工艺，有时也称为磁性瓷。大多数为亚铁磁性，从而饱和磁化强度较低，其电阻率却比金属磁性材料高106倍以上,

14、在交变电磁场中损耗较低，在高频、微波、光频段应用时更显出其独特的优点，从晶体结构考虑，铁氧体主要分为：尖晶石型（与天然MgAl2O4尖晶石同晶型）,例如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等；石榴石型与天然的（Fe,Mn）3Al2（SiO4）3石榴石同晶型,例如钇铁石榴石型铁氧体（Y3Fe5O12）等；六角晶系铁氧体,例如与天然Pb（Fe7.5）Mn3.5Al0.5Ti0.5）O19磁铅石同晶型的钡铁氧体（BaFe12）O19）,易磁化轴处于六角平面内的Y型铁氧体（Ba2Me2+Fe12）O22）等。按应用情况分类 大体上可分为 6类（由于磁性材料的种类繁多，应用广泛,实际上决非此6类所能完全概括）。永磁材

15、料又名硬磁材料。具有高矫顽力与剩磁值。通常以最大磁能积（BH）m衡量永磁材料的优值。例如:铝镍钴系合金、钐钴系合金、锰铝系合金、铁铬钴系合金以及钡铁氧体、锶铁氧体等。软磁材料。具有较低的矫顽力，较窄的磁滞回线。通常以初始磁导率，饱和磁感应强度以及交流损耗等值的大小标志其主要性能。材料主要有 纯铁、铁硅合金系、铁镍合金系、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。软磁材料是磁性材料中种类最多、应用最广泛的一类，在电力工业中主要是用作变压器、电动机与发 电机的磁性材料，在电子工业中制成各种磁性元件，广泛地应用于电视、广播、通信等领域。矩磁材料。磁滞回线呈矩形，而矫顽力较小的一种软磁材料，通常以剩磁Br与最大磁感应

16、强度Bm之比的矩形比Br/Bm值标志其静态特性。材料主要有锂锰铁氧体，锰镁铁氧体等。用在电子计算机，自动控制等技术中常作为记忆元件、开关和逻辑元件等的材料。旋磁材料。利用旋磁效应的磁性材料，通常用于微波频段，以复张量磁导率、饱和磁化强度等标志其主要性能。常用的材料为石榴石型铁氧 体、锂铁氧体等。可制作各种类型的微波器件，如隔离器、环流器、相移器等。自1952年以来，铁氧体在微波领域的应用，促使微波技术发生革命性的变革。利 用铁氧体的张量磁导率的特性才能制造出一系列非互易性微波器件；利用铁氧体的非线性效应，可设计出一系列有源器件，如倍频器、振荡器等。压磁材料。利用磁致伸缩效应的磁性材料，以磁致伸

17、缩系数标志其主要性能，通常用于机械能与电能的相互转换。例如可制成各种超声器件、滤波器、磁扭线存储器、振动测量器等。常用的材料为镍片、镍铁氧体等。目前正在深入研究磁声耦合效应，以期开拓新的应用领域。磁记录材料。主要包括磁头材料与磁记录介质两类，前者属于软磁材料，后者属于永磁材料，由于其应用的重要性与性能上的特殊要求而另列 一类。磁头材料除了应具有软磁材料的一般特性外，常要求高记录密度，低磨损。常用的有热压多晶铁氧体、单晶铁氧体、铝硅铁合金、硬叵姆合金等。磁记录介质 要求有较大的剩磁值，适当高的矫顽力值,以便将电的信息通过磁头而在磁带上以一定的剩磁迹记录下来。常用的材料为三氧化二铁。高记录密度的材

18、料有二氧化铬金属薄膜等。目前磁记录已普遍应用于各个领域，例如录音、录码、录像等，因此，近年来磁记录材料的产量急剧增长。从广义来说，磁泡材料也属于这一类。磁性材料正在不断发展。例如非晶态磁性材料，磁性半导体等，都是当前极为活跃的研究领域。磁性材料的用途亦越趋广泛。李荫远、李国栋编：铁氧体物理学，修订版，科学出版社，北京，1978。郭贻诚著:铁磁学,高等教育出版社，北京，1965。R.S.特贝尔、D.J.克雷克著,北京冶金研究所译:磁性材料，科学出版社，北京,1979。（R.S.Tebble and D.J.Craik, magnetic materials, Wiley Inters cienc

19、e,London,1969.） 具有磁有序的强磁性物质，广义还包括可应用其磁性和磁效应的弱磁性及反铁磁性物质。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。磁性材料按性 质分为金属和非金属两类，前者主要有电工钢、镍基合金和稀土合金等，后者主要是铁氧体材料 。按使用又分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等，反应磁性材料基本磁性能的有磁化曲线、磁滞回线和磁损耗

20、等。磁石 单位质量的磁性材料在交变磁场中磁化，从变化磁场中吸收并以热的形式耗散的功率称为磁损耗，或称铁损耗，它包括磁滞损耗和涡流损耗。其中由 磁滞现象引起的能量损耗为磁滞损耗，与磁滞回线所包围的面积成正比。在交变磁场中导电物质将感应出涡流，由涡流产生的电阻损耗称涡流损耗。磁性材料是生产、生活、国防科学技术中广泛使用的材料。如制造电力技术中的各种电机、变压器，电子技术中的各种磁性元件和微波电子管，通 信技术中的滤波器和增感器，国防技术中的磁性水雷、电磁炮，各种家用电器等。此外 ，磁性材料在地矿探测、海洋探测以及信息、能源、生物、空间新技术中也获得了广泛的应用。补充1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材

21、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（MH或BH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MH曲线或BH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

22、度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。矩形比：BrBs 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：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i、最大磁导率m、微分磁导率d、振幅磁导率a、有效磁导率e、脉冲磁导率p。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 / ， 降低， 磁滞损耗Ph的方法是降低矫

23、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。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。磁性材料是一种重要的电子材料。早期的磁性材料主要采用金属及合金

24、系统，随着生产的发展，在电力工业、电讯工程及高频无线电技术等方面，迫切要求提供一种具有很高电阻率的高效能磁性材料。在重新研究磁铁矿及其他具有磁性的氧化物的基础上，研制出了一种新型磁性材料铁氧体。铁氧体属于氧化物系统的磁性材料，是以氧化铁和其他铁族元素或稀土元素氧化物为主要成分的复合氧化物，可用于制造能量转换、传输和信息存储的各种功能器件。铁氧体磁性材料按其晶体结构可分为：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）；钙钛矿型（MFeO3）。其中M指离子半径与Fe2相近的二价金属离子，R为稀土元素。按铁氧体的用途不同，又可分为软磁、硬磁、矩磁和压磁等几类。

25、软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料。有实用价值的软磁铁氧体主要是锰锌铁氧体MnZnFe2O4和镍锌铁氧体NiZnFeO4。软磁铁氧体的晶体结构一般都是立方晶系尖晶石型，这是目前各种铁氧体中用途较广，数量较大，品种较多，产值较高的一种材料。主要用作各种电感元件，如滤波器、变压器及天线的磁性和磁带录音、录像的磁头。硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。硬磁铁氧体的晶体结构大致是六角晶系磁铅石型，其典型代表是钡铁氧体BaFe12O19。这种材料性能较好，成本较低，不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁，而已在医学、生

26、物和印刷显示等方面也得到了应用。镁锰铁氧体MgMnFe3O4，镍钢铁氧体NiCuFe2O4及稀土石榴型铁氧体3Me2O35Fe2O3（Me为三价稀土金属离子，如Y3、Sm3、Gd3等）是主要的旋磁铁氧体材料。磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象。旋磁现象实际应用在微波波段，因此，旋磁铁氧体材料也称为微波铁氧体。主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中。重要的矩磁材料有锰锌铁氧体和温度特性稳定的LiNiZn铁氧体、LiMnZn铁氧体。矩磁材料具有辨别物理状态的特性，如电子计算机的“1”

27、和“0”两种状态，各种开关和控制系统的“开”和“关”两种状态及逻辑系统的“是”和“否”两种状态等。几乎所有的电子计算机都使用矩磁铁氧体组成高速存贮器。另一种新近发展的磁性材料是磁泡材料。这是因为某些石榴石型磁性材料的薄膜在磁场加到一定大小时，磁畴会形成圆柱状的泡畴，貌似浮在水面上的水泡，泡的“有”和“无”可用来表示信息的“1”和“0”两种状态。由电路和磁场来控制磁泡的产生、消失、传输、分裂以及磁泡间的相互作用，即可实现信息的存储记录和逻辑运算等功能，在电子计算机、自动控制等科学技术中有着重要的应用。压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短的铁氧体材料。目前应用最多的是镍锌铁氧体，镍铜铁氧

28、体和镍镁铁氧体等。压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声器件、磁声器件及电讯器件、电子计算机、自动控制器件等。能显示出铁磁性和亚铁磁性的材料。分软磁性材料和硬磁性材料两大类，且有各向同性和各向异性之分。各向异性的磁性材料在使用时必须注意其磁性的方向。广泛应用在电工、电子、机械、运输、医疗等方面。取自 维客版权 磁测量仪器 magnetic measuring instruments 对宏观磁场和磁性材料进行磁学量测量的仪器。通常按测量对象不同分为两大类。第一类仪器用于测量磁场强度、磁通密度、磁通量、磁矩等表征磁场特征的物理量。典型仪器有磁通计、磁强计（见力矩磁强计）、磁位计（见磁场测量）等。这类仪器的工作原理可分三种。第一种是利用磁的力效应，用于测量地磁场强度和检验磁性材料；第二种根据法拉第的电磁感应定律，由感应电动势求出磁通的变化，再导出各种待求的磁场量；第三种利用磁致物理效应（如霍耳效应等）来测量磁通密度，对静止的或变动的磁场量均适用。这类仪器的准确度可达10-3