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磁性材料的应用及特性

变宝网09月29日讯

磁性材料的应用要在了解磁性材料的基础上才能更好的了解。磁性材料是能对磁场作出某种方式反应的材料称为磁性材料。按照物质在外磁场中表现出来磁性的强弱,可将其分为抗磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质、反铁磁性物质和亚铁磁性物质。下面小编为大家介绍下磁性材料的应用及相关信息。

一、磁性材料特性

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Ms,继续大H,Ms保持不变;以及当材料的M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

矩形比:Br∕Bs

矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的,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,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PeP=Ph+Pe=af+bf2+cPe∝f2t2/,ρ降低,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掌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。

磁性材料的应用及特性

二、磁性材料的应用

1、磁性材料在传统工业中的应用

其实我们的生活中处处都可见磁性材料,有时你遇到它或许会不知道那是什么东西,就像生活中的Fe3O4一样生活中随处可见的铁锈但是你却不知道其实它就是一种天然的磁石。

在我们传统的工业生产中,磁性材料的应用也是十分广泛的,甚至是随处可见。就像发电时要用到的发电机、输电时要用到的变压器、汽车的电动机、还有平时我们打电话要用的电话机等等。这些都是日常生活中我们常见的东西,它们的制造都离不开磁性材料,可见我们传统的工业制造也是离不开磁性材料的。

由于众多的器件设备都要用到线圈结构,因此没有磁性材料我们将无法实现现代生活的电气化,我们的生活也会缺少很多的乐趣。可见磁性材料对传统工业的重要性。

2、磁性材料在生物医学中的应用

早在2000多的前,磁性材料就应用于医学界,各国均有利用磁石作为内服和外用药物的记录。据我国著名药物学家李时珍所著《本草纲目》一书记载,磁石的性能为:无毒、辛、寒,同时书中列举了磁石的十余种应用,并附有处方和用法。

其实,现在非常多的医学设备也都是由磁性材料制造的,如在医学上我们通过观察核磁共振的现象来诊断人体异常的组织,从而可以诊断疾病。这是我们比较熟悉的一项技术。

它主要是因为原子核本身带正电荷,并且能进行无序的自由旋转运动。将原子核放置于外加磁场时,原子核的运动开始趋向于有序性。自旋系统的磁化的矢从零开始加,当系统达到稳定时,磁化强度达到一个稳定的。如果此时原子核的自旋系统受到外力干扰,即可引起共振效应。核磁共振的特点是能够流动的液体是不会产生信号的,因此被称为流动效应,或者流动空白效应。正是由于这个特点在做核磁共振时呈现灰白色管状结构就是人体的血管,无信号的黑色即流动的血液。

20世纪80代出现的纳米磁性材料是一种新型的磁性材料,可利用磁性纳米材料进行疾病诊断,这也是在疾病鉴别诊断中常用的一种手段。经过2000多的发展,生物磁性材料的研究有了很的发展和进步,尽管有许多生物磁性材料还处于测试阶段,相信不久的将来,随着生物工程、材料工程,生物磁学的发展和进步,磁性材料会更广泛的被应用于临床试验,进而为医学的发展作出更大的贡献。

3、磁性材料在军事领域中的应用

21世纪是一个科技高速发达的时代,在高科技的基础之上强国家的军事力是每个国家的首要任务,也是国家面临的最严峻考验和挑战。一个国家的军事力的强弱关系着这个国家的国际地位,一个国家的军事力强,那就代表着这个国家在经济、文化等其他方面都处于不败之地。

磁性材料在军事方面也有很广泛的应用,对强各国的军事力,可谓是功不可没。例如,雷达的应用,还有电磁炮的使用,电磁炮就是将炮弹放在螺线圈中,螺线圈通电会产生磁场,磁场会作用于炮弹而对炮弹产生推动力,从而将炮弹射出,这是一种新研发的“电磁式武器”,电磁导弹也是根据这种原理而研发成功的新型武器。

4、磁性材料在其他方面的应用

磁性材料在其他的方面也有广泛的应用,例如考古、地质、天文和采矿等方面。自然界中鸽子可以认路,那是因为鸽子可以识别地球的磁场,如果在鸽子的身上加一磁铁那么鸽子就会因为磁铁扰乱了地球的磁场而迷失方向。

实际上不同代的岩石往往会具有不同性质的磁性,因此可以根据岩石的磁性来帮助判断地壳的运动和代的变化;太阳黑子是一种人们熟识的太阳活动,那是由于太阳上的磁场活动非常剧烈,这会影响我们正常的生活,会导致无线电通信的暂时停滞、中断等,可见对太阳黑子的研究对我们的生活是非常有帮助的,另外类似的还有北极光现象等。

在这个经济全球化的时代背景下,每个国家都想在众多国家中立于不败之地,为自己的国家和人们守护一份安详与和平。但当今社会是实力说明一切,所以各国必须要加强国家的综合实力,提高国家的国际地位。在发展经济实力的时候首先要注重军事力强,只有强大的军事力才能保证国家和人民财产的安全。

但是这一切都要依附于强大的科技力,在各种新型的设备的研发中,磁性材料是必不可少的材料之一,它在传统工业、生物医学、军事领域、考古、采矿等方面都有很大的应用或者说这些方面都离不开磁性材料。因此,磁性材料对于一个国家无论是在军事还是经济方面都是必不可少的,我们要更加注重磁性材料的应用,使它可以为人类作出更大的贡献。

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