铁磁材料特性

    磁导率(是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。

    讨论:磁场内某一点的磁场强度H与(有关吗？

    由上两式可知，磁场内某一点的H只与电流大小.线圈匝数及该点的几何位置有关，而与(无关

    真空中的磁导率为常数

    一般材料的磁导率(和真空磁导率(0的比值，称为该物质的相对磁导率(r

    二.磁性材料的磁性能

    磁性材料主要是指由过度元素铁.钴.镍及其合金等材料。它们主要的磁性能如下。

    磁性材料的磁性能

    高导磁性.磁饱和性.磁滞性.非线性

    一.高导磁性

    指磁性材料的磁导率很高，(r>>1，可达102-105量级。使其具有被强烈磁化的特性。

    分子电流和磁畴理论：

    分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流，分子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。

    由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。

    高磁导率的成因

    磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁场互相抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强度大大增加——物质被强烈的磁化了。

    广泛应用于电工设备电动机.电磁铁.变压器等线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。

    非磁性材料没有磁畴的结构，所以不具有磁化特性。

    磁性物质的磁化示意图

    (a)无外场，磁畴排列杂乱无章。(b)在外场作用下，磁畴排列逐渐进入有序化。

    二.磁饱和性

    当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。

    磁化曲线B和(与H的关系

    注：当有磁性物质存在时，B与H不成比例，(与I也不成比例。

    三.磁滞性

    当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。

    剩磁：当线圈中电流减到零

    （H＝0），铁心在磁化时所

    获的磁性还未完全消失，这

    时铁心中所保留的磁感应强

    度称为剩磁感应强度Br

    磁滞回线

    根据磁性能，磁性材料又可分为三种：

    软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头.磁心等）.

    永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）.

    矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。

    磁性物质的分类

    根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：

    (1)软磁材料(2)永磁材料(3)矩磁材料

    其矫顽磁力较小，其矫顽磁力较大，其剩磁大而矫顽磁力小，

    磁滞回线较窄。磁滞回线较宽。磁滞回线为矩形。

    (铁心)(磁铁)(记忆元件)

    铸铁.铸钢及硅钢片的磁化曲线

    常用磁性材料的最大相对磁导率.剩磁及矫顽磁力

    永磁材料的主要性能

    第一代稀土永磁:

    钐钴(SmCo5),最大磁能积:199kJ/m3;

    第二代稀土永磁:

    稀土永磁合金(Sm2Co17),

    最大磁能积:258kJ/m3;

    第三代稀土永磁(1983):

    钕铁硼(NdFeB),Br达约1.5T,Hc约950kA/m,Hci大,最大磁能积可超过300(实验400)kJ/m3但温度系数高

    四.铁磁材料的磁损耗

    当铁磁材料处于变化磁场中，会产生涡流损耗和磁滞损耗。

    1.涡流损耗

    pFe=CFeD2f2B2

    CFe：系数D：厚度

    f:频率B：磁密

    2.磁滞损耗

    小磁铁来回翻转，摩擦耗能。ph=khfB2