剩余磁化强度Mr,矫顽力Hc二.磁滞回线磁滞回线从饱和磁化状态开始,再使磁化场减小,B或M不再沿原始曲线返回。当H=0时,仍有一定的剩磁Br或Mr。为使B(M)趋于零,需反向加一磁场,此时H=Hc称为矫顽力。BHC:使B=0的Hc。MHC:M=0时的Hc(内禀矫顽力)一般|BHC||MHC|第31页,共79页,星期日,2025年,2月5日矫顽力Hc是表征材料在磁化后保持磁化状态的能力。H从正的最大到负的最大,再回到正的最大时,B—H或M—H形成一封闭的曲线——磁滞回线。(磁材的重要特性之一)磁滞回线的第二象限为退磁曲线(依据此考察硬磁材料性能),(BH)为磁能积,表征永磁材料中能量大小。(BH)max是永磁的重要特性参数之一。第32页,共79页,星期日,2025年,2月5日将退磁曲线上的对B作用,可得对B的关系曲线。磁化曲线与磁滞回线是磁性材料的重要特征,能反映许多磁特性,如:μ、MS(Bs)、Mr(Br)、BHC(MHC)、(BH)max等。第33页,共79页,星期日,2025年,2月5日第34页,共79页,星期日,2025年,2月5日第35页,共79页,星期日,2025年,2月5日B-H回线和M-H回线。第36页,共79页,星期日,2025年,2月5日不同的回线形状反映了不同的磁性质,有着不同的应用。第37页,共79页,星期日,2025年,2月5日研究凝聚态物质各种磁性表现的起因是磁性物理的主要任务,其中强磁性物质在技术领域有着突出作用,所以影响强磁性物质磁性的机理是我们课程最为关注的。1.3磁性和磁性材料的分类固体磁性原子、离子的磁矩(顺、抗磁)晶体结构和晶场类型(自旋、轨道贡献)相邻原子、电子间的相互作用(磁有序)第38页,共79页,星期日,2025年,2月5日为了方便研究物质磁性的起因,我们可以按其在磁场中的表现把物质进行分类,例如依据磁化率的正负、大小及其与温度的关系来进行分类,分类是否科学取决于是否反映了内在磁性机理上的不同。随着研究的深入,分类也在不断完善和细化,到上个世纪70年代为止,在晶状固体里,共发现了五种主要类型的磁结构物质,它们的形成机理和宏观特征各不相同,对它们的成功解释形成了今天的磁性物理学核心内容。上世纪70年代以后,随着非晶材料和纳米材料的兴起,又发现了一些新的磁性类型,对它们的研究尚在深化之中,课程只做初步介绍。一.物质的磁性分类第39页,共79页,星期日,2025年,2月5日这是19世纪后半叶就已经发现并研究的一类弱磁性。它的最基本特征是磁化率为负值且绝对值很小,?0,???1显示抗磁质在外磁场中产生的磁化强度与磁场反向,在不均匀的磁场中被推向磁场减小的方向,所以又称逆磁性。典型抗磁性物质的磁化率是常数,不随温度、磁场而变化。有少数的反常。深入研究发现,典型抗磁性是轨道电子在外磁场中受到电磁作用而产生的,因而所有物质都具有的一定的抗磁性,但只是在构成原子(离子)或分子的磁距为零,不存在其它磁性的物质中,才会在外磁场中显示出这种抗磁性。在外场中显示抗磁性的物质称作抗磁性物质。除了轨道电子的抗磁性外,传导电子也具有一定的抗磁性,并造成反常。1.抗磁性(Diamagnetism)第40页,共79页,星期日,2025年,2月5日自然界中很多物质都是抗磁性物质:周期表中三分之一的元素、绝大多数的有机材料和生物材料都是抗磁性物质。包括:稀有气体:He,Ne.Ar,Kr,Xe多数非金属和少数金属:Si,Ge,S,P,Cu,Ag,Au,不含过渡族元素的离子晶体:NaCl,KBr,不含过渡族元素的共价键化合物:H2,CO2,CH4等几乎所有的有机化合物和生物组织:水;反常抗磁性物质:Bi,Ga,Zn,Pb,磁化率与磁场、温度有关。广义地说,超导体也是一种抗磁性物质,?=-1,它的机理完全不同,不在我们讨论之内。第41页,共79页,星期日,2025年,2月5日-1.9-7.2-19.4-28.0-43见姜书p25CGS单位制克分子磁化率它们的电子壳层都是满壳层,所以原子磁矩为零。在CGS单位制下,抗磁磁化率的典型值是10-6cm3·mol-1。统一换成体积磁化率的数值,量级是10-6。换成SI单位制下应乘以4π,量级在10-5