磁性材料与磁测量

《磁性材料与磁测量》主要包括磁性材料和磁测量两部分内容。第一部分从磁场源出发介绍磁场的产生与屏蔽，并根据物质对磁场的响应分析五种不同物质的磁性，重点探讨软磁材料和永磁材料两类应用最为广泛的磁性材料。第二部分从磁场及材料磁性测量的最基本的方法和原理出发，分别介绍了直流磁特性测量、交流磁特性测量与本征磁学量的测量。书中内容既包括应用广泛的磁性材料，也包含科学研究和工业生产中非常重要的磁测量技术。
本书可作为高等院校材料、物理等相关专业本科生及研究生的教学用书，也可作为从事磁性材料研发、生产和测量的相关工程技术人员的参考书。

 

第1章导论
1.1基本磁学量1
1.1.1磁矩和磁偶极矩1
1.1.2磁极化强度J和磁化强度M3
1.1.3磁场强度H和磁通密度B3
1.1.4磁化率和磁导率4
1.1.5磁能和退磁场能6
1.2基础磁学理论8
1.2.1毕奥-萨伐尔定律8
1.2.2高斯定理9
1.2.3安培环路定理10
1.2.4法拉第电磁感应定律11
1.2.5磁路定理12
1.3磁性材料分类14
1.3.1物质的磁性分类14
1.3.2磁性材料分类18
1.4磁化曲线和磁滞回线19
1.4.1磁化曲线19
1.4.2磁滞回线19
1.5磁测量概述21
1.5.1磁测量历史21
1.5.2磁测量的物理基础22
1.5.3磁测量的对象22
1.5.4磁测量的方法23
1.5.5测量误差23
1.6单位制24
1.6.1CGS单位制24
1.6.2国际单位制25
习题27
第2章磁场的产生与屏蔽
2.1永磁体28
2.1.1永磁体的工作点28
2.1.2永磁体的磁路设计29
2.1.3永磁体的充磁31
2.2磁场线圈32
2.2.1圆形线圈的磁场32
2.2.2组合线圈的磁场35
2.2.3水冷磁体37
2.3电磁铁38
2.3.1电磁铁类型38
2.3.2电磁铁的磁路40
2.4超导磁体41
2.5脉冲磁场43
2.6磁场屏蔽47
习题49
第3章物质的磁性
3.1原子磁矩50
3.1.1电子轨道磁矩50
3.1.2电子自旋磁矩52
3.1.3原子磁矩53
3.2抗磁性55
3.3顺磁性57
3.4铁磁性59
3.4.1铁磁性简介59
3.4.2外斯分子场理论60
3.4.3海森堡交换相互作用模型62
3.4.4铁磁性能带理论63
3.4.5铁磁性RKKY理论64
3.5反铁磁性64
3.5.1反铁磁性简介64
3.5.2定域分子场理论65
3.5.3超交换作用模型68
3.6亚铁磁性69
3.6.1亚铁磁性简介69
3.6.2铁氧体的晶体结构70
3.6.3亚铁磁性的奈尔分子场理论76
习题80
第4章软磁材料
4.1软磁材料特性参数81
4.1.1起始磁导率82
4.1.2有效磁导率82
4.1.3矫顽力HC83
4.1.4饱和磁通密度BS83
4.1.5直流偏置特性83
4.1.6磁损耗83
4.1.7稳定性86
4.2金属软磁材料86
4.2.1电工纯铁86
4.2.2硅钢88
4.2.3坡莫合金89
4.2.4其他传统软磁合金92
4.2.5非晶软磁材料94
4.2.6纳米晶软磁材料96
4.3铁氧体软磁材料100
4.3.1锰锌铁氧体100
4.3.2镍锌铁氧体102
4.3.3平面六角晶系铁氧体104
4.3.4铁氧体软磁材料的制备106
4.4软磁复合材料106
4.4.1软磁复合材料的分类107
4.4.2软磁复合材料的制备108
4.4.3研究及应用现状111
习题112
第5章永磁材料
5.1永磁材料特性参数113
5.1.1剩磁Br113
5.1.2矫顽力HC114
5.1.3优选磁能积(BH)max116
5.1.4稳定性116
5.2金属永磁材料117
5.2.1金属永磁材料分类117
5.2.2Al-Ni-Co永磁合金118
5.2.3Fe-Cr-Co永磁合金121
5.2.4Fe-Pt永磁合金122
5.2.5Mn-Bi永磁合金124
5.3铁氧体永磁材料126
5.3.1铁氧体永磁材料的晶体结构126
5.3.2铁氧体永磁材料的磁性能127
5.3.3铁氧体永磁材料的制备127
5.4稀土永磁材料128
5.4.1稀土永磁材料概述128
5.4.2稀土钴系永磁材料130
5.4.3Nd-Fe-B稀土永磁材料135
5.4.4双相纳米晶复合永磁材料146
5.4.5Sm-Fe-N系永磁材料152
习题154
第6章磁测量方法及原理
6.1磁力效应法155
6.1.1原理及分类155
6.1.2测量磁场157
6.1.3测量磁矩157
6.2电磁感应法158
6.2.1基本原理158
6.2.2冲击检流法159
6.2.3磁通计法160
6.2.4旋转/振动线圈法161
6.2.5振动/提拉样品法162
6.2.6梯度磁场感应线圈164
6.3霍尔效应法165
6.4磁电阻效应法167
6.5磁通门法171
6.6超导量子干涉仪(SQUID)174
6.7磁光效应法177
6.8磁共振法179
6.8.1磁共振原理179
6.8.2核磁共振法180
6.8.3顺磁共振法181
6.8.4光泵磁共振法182
习题183
第7章磁性材料直流磁特性的测量
7.1磁畴结构184
7.1.1磁畴184
7.1.2畴壁186
7.1.3磁畴观测189
7.2起始磁化曲线193
7.3直流磁化过程195
7.3.1畴壁位移磁化过程195
7.3.2磁畴转动磁化过程203
7.4磁中性化207
7.5软磁材料直流磁特性测量208
7.5.1H和B的测量208
7.5.2闭路样品测量209
7.5.3开路样品测量210
7.5.4软磁直流测试实例212
7.6永磁材料直流磁特性测量214
7.6.1闭路测量215
7.6.2开路测量217
7.6.3工业快速测量222
7.7小尺寸磁体的磁性测量222
习题224
第8章磁性材料交流磁特性的测量
8.1交流磁化过程226
8.2交流磁参数228
8.2.1复数磁导率μ~228
8.2.2磁谱和截止频率230
8.2.3品质因数231
8.2.4损耗因子232
8.2.5μ'Q积232
8.3交流磁滞回线的测量233
8.4交流磁化曲线的测量234
8.5损耗测量234
8.5.1功率表法234
8.5.2有效值法235
8.5.3乘积法236
8.6磁导率测量237
8.6.1起始磁导率237
8.6.2有效磁导率238
8.6.3复数磁导率238
8.6.4振幅磁导率239
8.7电工钢的标准测量239
8.7.1爱泼斯坦方圈239
8.7.2单片测试仪242
习题243
第9章磁性材料本征磁学量的测量
9.1饱和磁化强度的测量244
9.2居里温度的测量245
9.2.1MS-T曲线法245
9.2.2感应法246
9.2.3μi-T曲线法246
9.3磁晶各向异性常数的测量247
9.3.1磁晶各向异性247
9.3.2磁晶各向异性的测量251
9.4磁致伸缩系数的测量254
9.4.1磁致伸缩效应254
9.4.2磁致伸缩机理256
9.4.3磁弹性能258
9.4.4磁弹性耦合系数Kc和动态磁致伸缩系数d33259
9.4.5磁致伸缩系数的测量方法259
习题262
参考文献