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【磁化强度】砌体强度和的区别磁距的产生带电粒子的运动产生电流,环电流产生磁距(磁偶极距),磁距和磁偶极M mum距是表征物质磁性强弱和方向的基本物理量磁偶极子一个磁性强弱能够用无限小的回路电流所表示的小磁体磁化强度(或)单位体积物质内具有的磁距矢量和单位磁极化强度单位体积物质内具有的磁偶极距矢量和单位m ia/m磁场强度描述磁极周围空间或电流周围空间任意一点磁场作用大小的物理量单j wb/m2位磁感应强度物质内单位面积中通过的磁力线数,是描述磁极周围任一点h磁场力大小,或a/m b磁极周围磁场效应的物理量单位特斯拉磁化率单位磁场强度在单位磁体中所感生出的磁化强度大小的物理量t大,物x hm x质易被磁化,小,物质难被磁化磁导率单位磁场强度在物质中所感生出的磁感应强度大小的物理量x绝对磁导率()相对磁导率μh b抗(顺)磁性在原子系统中,在外磁场作用下,感生出与磁场方向相反(相同)的磁距μ=μ01+xμ=1+x现象顺磁性居里点(抗磁性存在于一切物质中)反铁磁性若交换积分为负值时,原子磁距取反向平行排列;当相邻原子的磁距相tp等,a则相互抵消,使自发磁化强度趋于零,称为反铁磁性超交换作用反铁磁性物质内磁性离子间的交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒介来实现的,故称为超交换作用自发磁化指一些物质在无外力磁场作用下,温度低于某一定温度时,其内部原子磁距自发地有序排列的现象磁畴自发磁化是按区域分布的,各个自发磁化的区域称为磁畴磁各向异性沿磁体不同方向磁化到相同状态,所需要的磁场能大小不同的性质磁各向异性能沿磁体不同方向,从退磁状态磁化到饱和状态,磁化场对磁体磁化过程所作的功的大小不同易磁化反向沿磁体不同方向,磁化到饱和状态,所需要的磁场能最小的方向,称为易磁化方向静磁能磁体在磁场中具有的能量称为静磁能包括磁场能和退磁能退磁场处在外磁场中的有限几何形状的磁体在其表面上会出现磁极,表面磁极使磁体h内部存在与磁化强度方向相反的一种磁场起着减退磁化作用故称为退磁场形状各向异性因形状不同引起的磁各向异性的性质m hd磁晶各向异性晶体结构是各向异性的,当沿单晶磁化不同晶轴方向磁化到相同状态,所需要的磁场能大小不同的性质易(难)磁化轴指沿单晶磁体不同晶轴方向磁化到饱和状态,所需要的磁场能最小(大)的方向所对应的晶轴磁晶各向异性常数理论上指单位体积的单晶磁体,沿难磁化方向磁化到饱和与沿易磁化k方向磁化到饱和所需磁场能的差磁致伸缩铁磁体在磁化状态发生变化时,其自身产生的大小或形状发生的弹性形变的现象,称为磁致伸缩,来源于自旋与轨道的耦合作用导致磁体磁化状态改变的因素有温度,磁场或应力,磁致伸缩的大小与改变磁化状态的因素大小和性质有关线性磁致伸缩铁磁体在磁化状态发生变化时其长度大小发生弹性变化的现象体积磁致伸缩铁磁体在磁化状态发生变化时其体积大小发生弹性变化的现象正磁致伸缩铁磁体磁化状态发生变化时,沿磁场方向伸长,沿垂直磁场方向缩短负磁致伸缩铁磁体磁化状态发生变化时,沿磁场方向缩短,沿垂直磁场方向伸长畴壁两相邻磁畴之间的过渡层畴壁数目或磁畴尺寸的大小是由退磁能的增加共同决定的畴壁将畴壁两侧磁畴的磁化强度方向间成角的畴壁畴壁将畴壁两侧磁畴的磁距方向间成,或角的畴壁180°180°布洛赫畴壁磁距在转动过程中始终平行于畴壁表面90°90°109°71°奈尔畴壁在薄膜中,一定条件下,退磁场小,才能出现奈尔壁技术磁化在外磁场作用下,实现宏观磁化状态发生变化的过程(畴壁运动,磁畴▲转动)其本质是材料在外磁场作用下,其内部磁畴发生变化,使原子磁畴方向逐渐趋于磁场反向的过程磁化过程指磁性材料从磁中性状态,在外磁场作用下,磁体磁化状态发生变化直至所有磁畴的磁化强度都取外磁场方向的磁饱和状态的过程静(动)态磁化过程即直(交)流磁场作用下的磁化过程反磁化过程磁性材料从一个方向的饱和状态,加反向磁场磁化到另一个方向的磁饱和状态的过程磁化机制畴壁位移引起的磁化过程,磁畴转动引起的磁化过程,内禀磁化过程磁化曲线磁体的磁感应强度,磁极化强度或磁化强度随磁场强度变化的曲线(磁化曲线是单一磁化方向,磁场不断增大)磁滞回线磁体在磁场中磁化一周,磁化强度或磁感应强度随磁场变化形成的闭合曲线为磁滞曲线,磁场达到饱和时所得到的磁滞回线称为饱和磁滞回线(磁滞曲线是磁场大小不变,磁化方向变化一周)磁滞现象在技术磁化过程中,磁化强度或磁感应强度的变化始终落后于磁场变化的现象奈耳温度反铁磁性与顺磁性转变的临界温度时,物质呈顺磁性tn居里温度铁磁性与顺磁性转变的临界温度ttn时,物质呈顺磁性tcttc物质按磁性分类,抗磁性与抗磁性物质(抗磁性物质有惰性气体,有机化合物,若干金1属,,,和若干非金属,,等),顺磁性与顺磁性物质(稀土金属,铁族元素的盐类),反铁磁性与反铁磁性物质(,,,,)bi znag mgsi ps2,铁磁性与铁磁性物质(金属元素),亚铁磁性与亚铁磁性物质(铁氧体)3mn crmno cr2o3coo铁磁性分子场理论两个重要假设,分子场假设铁磁性物质在一定温度范围内45()1存在与外磁场无关的场的作用,导致磁体自发磁化,磁畴假设在无外磁0k~tc场作用时,各个磁畴都是自发磁化到饱和,但各个磁畴的自发磁化方向按一定2角度分布,使宏观磁体的总磁距等于零,对外不显现磁性,当施加外磁场时,磁畴内自发磁化方向改变或畴壁移动,使磁体表现出各种宏观磁性行为海森堡铁磁性理论直接交换作用,海森堡利用氢分子交换作用模型,推出分子场是相邻原子间的电子自旋的交换作用,这种交换作用完全是一种量子效应,是电子和电子交换位置而产生的结果交换作用的结果使能量降低,交换作用只a发生在近邻之间,远时电子云不可能产生交迭,所以不可能发生交换作用b铁磁性判据,必要条件具有铁磁性的必要条件是原子具有固有磁距,即原子中必须有1未被填满的电子壳层,充分条件具有铁磁性的充分条件是交换积分磁化曲线的特征,起始阶段或称可逆阶段(段),瑞利区(段),非线性陡峭2a0阶1oa2ab3段(段),趋近饱和阶(段),顺磁磁化阶段(点以后阶段)形成多畴的根本原因及影响因素根本原因降低退磁能影响因素畴壁数目或磁bc4cd5d畴尺寸的大小是由退磁能的降低和畴壁能增加共同决定的能量极条件决定的抗磁性的物理本质及一般不形成的原因,本质抗磁性起源于原子中运动着的电子相当1于闭合的电路,在受到外磁场作用时,回路的磁通发生变化回路中将产生感生电流,感生电流产生的磁通反抗原来磁通的变化,闭合感生电流产生的磁距作用使外磁场作用减弱,呈抗磁性现象,原因虽然抗磁性现象存在于一切物质之中,但大多数物质的抗磁性被较强的顺磁性所掩盖而不能表现出来,2只有在抗磁性物质中才能显现出来磁各向异性的类型及物理本质,类型磁晶各向异性,形状磁各向异性,应力磁各向异1性,感生磁各向异性,交换磁各向异性,物理本质磁化时,不同方向上产生退磁场的退磁因子不同2磁性材料的重要技术磁参量,饱和磁化强度,居里温度,剩余磁感力强度,1ms2tc3矫顽力,磁能积,隆起度4马蹄森定则把固溶体电阻率看成由金属基本电阻率()和残余电阻率组成56()为p tp’p与温度有关的金属基本电阻率,即溶剂金属(纯金属)的电阻率;为决定于t化学缺陷和物理缺陷,而与温度无关的残余电阻p’影响金属导电性的因素,电阻率与温度的关系(温度上升,电阻率上升),电阻率与受12力情况的关系(在弹性范围内单向拉伸或扭转应力能提高金属的电阻率,对大多数金属,在受压力情况下电阻率降低,高压往往也能导致物质的金属化,引起导电类型的变化,而且有助于从绝缘体到半导体,再到金属,再到超导体的转变),冷加工对电阻率的影响(一般单相固溶体经冷加工后,电阻会增加,而有序固溶体会增加更多),晶体缺陷对电阻率的影响(空位,位错,间隙原3子及它们的组合等晶体缺陷使金属电阻率增加),热处理对金属电阻的影响(金4属冷加工变形后,若再退火,则可使电阻降低,尤其当退火温度接近再结晶温5度时,电阻可恢复到接近冷加工前的水平),几何尺寸效应对电阻的影响无序固溶体的电阻当两组元形成无序固溶体时,与纯组元相比,合金的导电性降6低,电阻增大;即使是在低导电性的金属溶剂中加入如高导电性的金属溶质也是如此,但电阻随成分连续变化而无突变塞贝克效应即第一热电效应,把两种不同的导体组成一个闭合回路时,若两个接点处的温度不同则在回路中有电势及电流产生,这种现象称为塞贝克效应,所产生的电流称为热电流,上述回路称为热电偶或温差电池实质在于两种不同金属和相互接触时,它们之间可产生一接触电势差,造成接触电势差的原因有1,两金属的电子逸出功不同,两金属具有不同的自由电子浓度2帕尔贴效应即第二热电效应,当有电流通过两个不同导体组成的回路时,除产生不12可逆的焦耳热外,还要在两接头处分别出现吸收或放出热量的现象为帕尔贴热,此现象称为帕尔贴效应,为塞贝克效应的逆效应如果电流的方向反过来则吸热的接头q q便放热,放热的接头便吸热,帕尔贴热与电路中的电流及通电时间成正比超导体的基本性能,完全导电性,完全抗磁性超导体临界参量,临界转变温度,超导体温度低于临界转变温度时,便出现完12全导电性1tc和迈斯纳效应等特征超导材料的临界转变温度越高越好,越有利于应用,临界磁场,如果磁场强度高于某一临界磁场强度,则超导体由超导态转变为正常态,磁力线可穿入超导体,临界电流密度如果输入2hc电流所产生的磁场与外磁场之和超过临界磁场,则超导态被破坏临界电3jc流密度就是材料保持超导态状态的最大输入电流密度热容在没有相变或化学反应的条件下,温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量色散材料的折射率随入射光的频率的减小(或波长的增加)而减小的性质1k内耗固体材料的内在能量损耗成为内耗热膨胀物体的体积或长度随温度的变化而变化的现象滞弹性对金属与合金这样的实际弹性体,由于其内部存在着各种缺陷,即使在弹性变形范围,其应变不仅与应力大小有关,还与加载过程的连续性,应变速度和时间有关,造成应力与应变的非线性关系的现象折射率光从真空射入介质发生折射时,入射角与折射角的正弦之比叫做介质的绝对i rn折射率,简称折射率弹性模量在弹性变化范围内,应力与应变成正比关系,其比值成为弹性模量表示材料在正应力作用下抵抗正应变的能力热膨胀系数温度升高时,物体长度(或体积)的相对变化率热膨胀的物理本质(从两质点之间的相互作用力的关系的角度解释)1k由于斥力随原子间距的变化比吸引力大,所以合力曲线与斥力曲线形状相似当吸1力与斥力相等时,合力为零设为点阵地平衡距离,当时,引力大于斥力两个ρ原子相互吸引,合力变化比较缓慢;当ρρρ陡峭使得振动平衡位置向右偏离,原子间距增大ρ两原子相互作用的势能呈一个不对称曲线变化,当原子振动通过平衡位置时只有动2能,偏离平衡位置时,势能增加而动能减小当温度上升时,势能增高时,由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移,即原子间距增大什么是应力感生有序并以为例来说明由于应力引起的原子偏离无规则状态分布的现象称为应力感生有序以为例,3α-fe说明体心立方结构中间隙原子由于应力感生有序引起内耗间隙原子常位于晶胞α-fe的棱边上或面心处,若沿方向加拉伸应力,则弹性应力将引起晶胞畸变晶胞原c子间距将沿方向拉长,沿、方向缩小间隙原子的位置将会相应改变,使得原zσ子的无序分布状态破坏,z xy而变为沿受拉力方向分布,此现象称为应力感生有序烧制陶瓷时,为什么(釉)稍小于(坯)若釉的热膨胀系数大于坯料的热膨胀系数,则会产生龟裂现象;但相反坯料的热膨4γγ胀系数远大于釉的热膨胀系数,又会产生开裂、脱落现象简述晶态材料的热容实验规律,并画出随温度变化的曲线如图所示,所有元素在高于德拜温度后(曲线第Ⅲ阶段),其摩尔热容接近于一个常5数(),低于此温度,与温度的三次方成正比,热容随温度降低而急剧下降(曲线25j/mol·k cv第Ⅱ阶段),温度降至约以下时,与温度成正比地趋于零(曲线第Ⅰ阶段)晶界的特征以及由晶界引起的内耗10k cvt6晶界处的原子排列不规则,具有粘滞性,并且在切应力作用下,很容易流动、滑动而产生驰豫现象当温度较低时,晶界粘滞性较大,即滑动阻力较大,而相对位移很小,所以能量耗损小;高温时晶界的粘滞性变小,相对位移虽增大,但滑移的切应力很小,所以能量耗损也小;只有在中间温度时,位移与滑移的切应力都比较大时,能量耗损达到最大,出现内耗峰杜隆柏替定律固体的热容是一个与温度无关的常数,其数值近似于(),这就是元素的热容经验定律柯普定律合金的热容是每个组成元素热容7-25j/与其质量百分比的乘积之和mol·k根据曲线,说明当室温,的变化规律;以及非晶体和晶体同时存在时的)晶体非晶体;当温度较高时,晶体非晶体;对于晶体而言,有最佳值(峰8tλλ值))当晶体的含量大于非晶体的含量时,低温时,随的增大而减小;高温时,近1λλλ≈λλ似为常数();当非晶体含量大于晶体含量时,随的增大而增大;当晶体2λΤ含量和非晶体含量之比为一定比例时,为常数25j/mol·kλΤλ。
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