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韓滿貴 磁性材料 復習題
【平時作業 +課堂小測驗 + 下面的復習題】
一、填空題(共10分，每空0.5分)
1. 磁性材料在被磁化時，隨磁化狀態的改變而發生彈性形變的現象，稱為________。 磁致伸縮效應
2. 設尖晶石鐵氧體的分子式為AxnABynBCznCO4其中A、B、C、為金屬元素，x、y、z為相應的金屬離子數，nA 、nB、nC為相應的金屬離子化學價。則該多元鐵氧體的離子數總合與化學價總合應滿足：________、________
x+y+z ＝3、x×nA+y×nB + z×nC＝8
3. 尖晶石鐵氧體在單位晶胞中，A位置共有________個，B位置共有________個，但實際占有金離子的A位置只有________個，B位置只有________個，其余空著，這些空位對配方不準造成的成分偏離正分并對________有利。
64、32、8、16、摻雜
4. 鐵氧體材料按其晶體結構分為________、________ 和________ 鐵氧體。 尖晶石鐵氧體、石榴石 鐵氧體、 磁鉛石（或六角晶系）
5. 絕大多數鐵氧體其導電特性屬于________，其電阻率隨溫度的升高按指數規律________。 半導體類型、下降
6. 磁性材料在交變磁場中其復磁導率的實部和虛部隨頻率變化的關系曲線稱為磁譜。磁導率實部下降到一半或磁導率虛部達到極大值時所對應的頻率稱為該材料的截止頻率fr。一般軟磁鐵氧體的工作頻率應選擇低于它的截止頻率。材料的截止頻率與起始磁導率有密切的關系。一般而言，材料的起始磁導率越低，其截止頻率越高 ，使用的工作頻率也相應提高。
7. 一般來講，鐵氧體材料其磁飽和磁化強度遠 低 于金屬軟磁材料，其應用頻率遠 高 于金屬軟磁材料；金屬軟磁材料低電阻率的特性導致 趨膚 效應， 渦流 損耗限制了其在高頻段的應用。
8. 磁性材料材料在交變磁場中產生能量損耗，稱為磁損耗。磁損耗包括三個方面渦流損耗、磁滯損耗和剩余損耗。
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9. 六角鐵氧體有三種磁晶各向異性： 、 和 。 主軸型（theta=0），平面型（theta=90），錐面型（sin2 theta=-Ku1/2Ku2）
10. 目前金屬納米晶磁性材料已得到廣泛的應用，其中三種牌號的納米晶磁性材料為：________、________和________ 。(FINEMET、NANOPERM、HITPERM)
11. 一般來講，技術磁化過程存在兩種磁化機制，分別為 ________ 和 ________ 。(磁疇壁的位移運動、磁疇轉動)
二、名詞解釋
3. 磁性織構：
答：在材料結構一定的情況下，其晶�；虼女犜谝粋�方向上成規則排列的狀態，稱為織構。使多晶材料產生織構就是織構化。
4. 固態相變：
答：當外界條件（溫度、壓強）作連續變化時，固體物質在確定的條件下，其化學成分或濃度、結構類型、晶體組織、有序度、體積、形狀、物理特性等一項或多項發生突變。
5. 叵姆合金：
鎳的質量分數為0.3-0.9的鐵鎳系軟磁合金
6. 鐵磁共振線寬：
答：在H-M’’曲線上，令μ"=0.5μ"m處的磁場分別為Ha和Hb，則ΔH=Hb—Ha為鐵磁共振線寬。
8. 截止頻率：
答：由于軟磁材料疇壁共振及自然共振的影響，使軟磁材料的磁導率實部值下降到起始值的一半且磁導率的虛部達到峰值時的頻率。稱為截止頻率fr
9. 固態相變：
答：當外界條件（溫度、壓強）作連續變化時，固體物質在確定的條件下，其化學成分或濃度、結構類型、晶體組織、有序度、體積、形狀、物理特性等一項或多項發生突變。
10. 過飽和固溶體的脫溶：
過飽和固溶體析出第二相，而其母相仍然保留，但濃度由過飽和達到飽和的相變。 分類：連續脫溶和不連續脫溶
11. 金屬間化合物
答：合金中各組元 的化學性質和原子半徑彼此相差很大，或者固溶體中溶質的濃度超過了溶解度極限，就不可能形成固溶體，這時，金屬與金屬、或金屬與非金屬之間常按一定比例和一定順序，共同組成一個新的、不同于其任一組元的新點陣的化合物。這些化合物統稱為金
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屬間化合物。
12. 氧參數：
答：描述尖晶石鐵氧體單位晶胞中氧離子真實位置的一個參數，是指氧離子與小立方（又名子晶格）中最遠一個面的距離。
13. 失穩分解：
14. 磁性矯頑力
答案：該磁學參數描述的是磁性材料磁化過程的難易的量，數值越大表示材料越難磁化。在M-H磁滯回線上, 矯頑力為使磁矩為零所需磁場大小。
三、辯析題
1、現有兩種磁性材料：FeNi合金和LiFeCr尖晶石鐵氧體，分別測得它們的M-T曲線如下圖所示，請問：
�。�1）圖中的（1）和（2）分別是屬于哪一個材料？
�。�2）它們有哪些不同之處？
�。�3）圖中的A、B、C分別是什么溫度？
�。�4）如在晝夜溫差大的環境下使用，我們該選擇哪一材料來開發磁性器件（假設
不計成本）？若用于開發高頻器件，我們應該選擇哪種器件？
2. Tc, Ms, Mr, Hc 和 等均為磁性材料的內稟磁特性。
4. 矯頑力Hcj和HcB從其物理意義上講是完全相同的，請在同一張圖上劃出M-H和B-H 的退磁曲線，并標出MHc和BHc來。
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5. 磁晶各向異性常數K1為磁性材料的內稟磁特性，只與材料的成分有關。故對Fe-Ni合金，只要其成分相同，其K1值都相同。請判斷上面說法的對錯，同時說明原因。
四、問答題
1. 對軟磁材料基本性能的要求有哪些？
�、� 貯能高 高的飽和磁感應強度（2分）
�、� 靈敏度高 初始磁導率，最大磁導率，脈沖磁導率要高（2分）
③ 效率高 Hc低，電阻率高，損耗�。�1分）
�、� 回線矩形比高
⑤
�、� 穩定性好 磁滯回線較窄 矯頑力小 磁導率高
2. 如何提高永磁材料材料的矯頑力？
答：矯頑力是使殘余磁感應強度變為零時所需的反向磁場的大小，主要依賴增加疇壁位移和疇轉的阻力增大Hc值。（1分）
如果Hc是由壁移機制決定的，可在合金內增加應力梯度及非磁性相來增加Hc。這種機制只能獲得較低的Hc值（2分）
若Hc是由疇轉過程決定的，則磁疇在不可逆轉動過程中受到的阻力就是Hc值的度量。這時依賴于造成單疇粒子或彌散的單疇脫溶相及其三種各向異性（磁晶、應力及形狀）來增加疇轉的阻力，從而獲得高的Hc值。（2分）
3.請指出下列材料中，哪些是永磁材料，哪些是軟磁材料？
(1)坡莫合金；（2）MnZn鐵氧體；(3) AlNiCo; (4) Nd-Fe-B; (5) 2:17型R-Co磁性材料；
（6）純度為99.999%的鐵；(7) NiZn鐵氧體； (8) SmCo5；(9) BaFe12O19；（10）硅鋼片；
答：
永磁材料： (3) AlNiCo; (4) Nd-Fe-B; (5) 2:17型R-Co磁性材料； (8) SmCo5；(9) BaFe12O19； 軟磁材料：（1)坡莫合金；（2）MnZn鐵氧體；（6）純度為99.999%的鐵；(7) NiZn鐵氧體；
�。�10）硅鋼片
4. MGOe 是什么的單位？H的單位有哪些？其中哪個是SI單位？
答：MGOe 是磁能積的單位（2分）。H的單位包括有A/m, Oe等（2分）。其中A/m 是SI單位（1分）
5. 請問什么是Snoek定理？請簡要說明一下。
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答：Snoek定理描述的是軟磁材料在高頻下起始磁導率與截止頻率的關系（1分）。若磁化過程只考慮疇轉機制，則起始磁導率和截止頻率的乘積可表示為：
(i1)fr13Ms（2分）
在等式右邊，是一個常數，Ms都是材料的內稟參數，只與材料的成分有關。所以在選定材料時，（i-1）和fr的乘積為一常數。高的截止頻率，就會導致小的磁導率。反之亦然。（2
分）。 若能畫圖表示出（i-1）和fr的反比例關系，也給2分。
6. 什么是技術磁化過程？磁化過程主要通過哪些機制來完成？在磁化飽和狀態下的磁疇結構如何？
7. 請簡要說明金屬鐵磁性軟磁材料與鐵氧體軟磁材料的優缺點。
8. 請闡述Si的加入對Fe-Si合金磁性的影響主要有哪些方面？
10.鐵硅合金和鐵鎳合金在磁性和應用上各具有什么特點？
11.影響稀土永磁材料磁穩定性的因素有哪些？要提高穩定性需采取哪些措施？
答：穩定性一般包括磁場穩定性、溫度穩定性、和時間穩定性等。其中溫度的影響為主要因素。
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