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磁性材料的意思、磁性材料的詳細解釋

關鍵字:

磁性材料的解釋

能顯示出鐵磁性和亞鐵磁性的材料。分軟磁性材料和硬磁性材料兩大類,且有各向同性和各向異性之分。各向異性的磁性材料在使用時必須注意其磁性的方向。廣泛應用在電工、電子、機械、運輸、醫療等方面。

詞語分解

專業解析

磁性材料是指能夠被磁場磁化或對磁場産生顯著響應的物質。根據《現代漢語詞典》(第7版)的定義,磁性材料泛指具有鐵磁性或亞鐵磁性等特性的材料,能夠在外磁場作用下表現出強磁性。以下從科學角度詳細解釋其特性、分類與應用:


一、核心特性

  1. 鐵磁性

    材料内部存在自發磁化的磁疇,在外磁場作用下磁疇定向排列,産生強磁性(如鐵、钴、鎳)。當外磁場撤去後仍保留部分磁性,稱為剩磁。

  2. 亞鐵磁性

    磁矩部分反向排列,淨磁矩不為零(如鐵氧體)。其電阻率高,適用于高頻場景。

  3. 磁滞現象

    磁化強度變化滞後于外磁場變化,形成磁滞回線,其面積代表能量損耗。


二、分類體系

  1. 軟磁材料
    • 特性:低矯頑力、高磁導率,易磁化和退磁。
    • 應用:變壓器鐵芯(矽鋼)、電感元件(鐵氧體)[參見《電子材料導論》,高等教育出版社]。
  2. 硬磁材料
    • 特性:高矯頑力、強剩磁,磁化後不易退磁。
    • 應用:永磁電機(钕鐵硼)、揚聲器磁體(鋁鎳钴)[參考中科院物理研究所《磁性材料手冊》]。
  3. 功能磁性材料
    • 包括磁緻伸縮材料(Terfenol-D)、磁記錄材料(硬盤用钴合金)及多鐵性材料(BiFeO₃)。

三、關鍵物理參數


四、典型應用領域

  1. 能源轉換:風力發電機永磁轉子(钕鐵硼)、電動汽車驅動電機。
  2. 電子信息:磁存儲器(MRAM)、電感器磁芯(Mn-Zn鐵氧體)[參見IEEE Transactions on Magnetics]。
  3. 生物醫學:核磁共振成像(MRI)超導磁體、靶向藥物磁導航載體。
  4. 工業傳感:霍爾效應傳感器、磁緻伸縮位移檢測器。

權威參考文獻

  1. 馮端.《鐵磁學》(第2版). 科學出版社, 2012.
  2. 國際磁性材料協會(INTERMAG)技術報告. [www.intermag.org]
  3. 美國國家标準與技術研究院(NIST)磁性材料數據庫. [materialsdata.nist.gov]

(注:部分鍊接因平台限制未完整呈現,可訪問機構官網查詢數據庫)

網絡擴展解釋

磁性材料是指能夠對外部磁場産生顯著響應的物質,尤其指強磁性物質,主要由鐵(Fe)、钴(Co)、鎳(Ni)及其合金或氧化物組成。以下是其詳細解釋:

一、定義與分類

  1. 定義
    磁性材料在外加磁場中可被磁化,并表現出鐵磁性或亞鐵磁性。其核心特性是通過磁化曲線和磁滞回線反映磁性能,如剩磁(Br)、矯頑力(Hc)等。

  2. 主要分類

    • 軟磁材料:矯頑力低(Hc<0.8 kA/m),易磁化和退磁,常用于變壓器、電感器等。
    • 硬磁材料(永磁材料):矯頑力高(Hc>0.8 kA/m),剩磁大,用于電機、揚聲器等需長期保持磁性的場景。
    • 其他分類:包括抗磁性、順磁性、反鐵磁性等,但應用較少。

二、關鍵特性

  1. 磁化曲線與磁滞回線
    磁性材料的磁化強度(M)或磁感應強度(B)隨磁場(H)變化呈現非線性關系,存在磁飽和現象(達到飽和磁感應強度Bs)和磁滞現象(撤去磁場後保留剩磁Br)。

  2. 溫度敏感性
    磁性隨溫度升高而減弱,達到居裡溫度時完全消失。

  3. 電阻率較高
    相比普通金屬,磁性材料電阻率更高,適合用于電路防火設計。

三、應用領域

四、補充說明

磁性材料的性能受成分、結構及加工工藝影響顯著。例如,鐵氧體屬于亞鐵磁性材料,兼具高電阻率和適中磁性能,廣泛用于高頻器件。

如需更深入的技術參數或具體材料示例,可參考搜狗百科、磁性材料與磁測量等來源。

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