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