韩满贵 磁性材料 复习题
【平时作业 +课堂小测验 + 下面的复习题】
一、填空题(共10分，每空0.5分)
1. 磁性材料在被磁化时，随磁化状态的改变而发生弹性形变的现象，称为________。 磁致伸缩效应
2. 设尖晶石铁氧体的分子式为AxnABynBCznCO4其中A、B、C、为金属元素，x、y、z为相应的金属离子数，nA 、nB、nC为相应的金属离子化学价。则该多元铁氧体的离子数总合与化学价总合应满足：________、________
x+y+z ＝3、x×nA+y×nB + z×nC＝8
3. 尖晶石铁氧体在单位晶胞中，A位置共有________个，B位置共有________个，但实际占有金离子的A位置只有________个，B位置只有________个，其余空着，这些空位对配方不准造成的成分偏离正分并对________有利。
64、32、8、16、掺杂
4. 铁氧体材料按其晶体结构分为________、________ 和________ 铁氧体。 尖晶石铁氧体、石榴石 铁氧体、 磁铅石（或六角晶系）
5. 绝大多数铁氧体其导电特性属于________，其电阻率随温度的升高按指数规律________。 半导体类型、下降
6. 磁性材料在交变磁场中其复磁导率的实部和虚部随频率变化的关系曲线称为磁谱。磁导率实部下降到一半或磁导率虚部达到极大值时所对应的频率称为该材料的截止频率fr。一般软磁铁氧体的工作频率应选择低于它的截止频率。材料的截止频率与起始磁导率有密切的关系。一般而言，材料的起始磁导率越低，其截止频率越高 ，使用的工作频率也相应提高。
7. 一般来讲，铁氧体材料其磁饱和磁化强度远 低 于金属软磁材料，其应用频率远 高 于金属软磁材料；金属软磁材料低电阻率的特性导致 趋肤 效应， 涡流 损耗限制了其在高频段的应用。
8. 磁性材料材料在交变磁场中产生能量损耗，称为磁损耗。磁损耗包括三个方面涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗。
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9. 六角铁氧体有三种磁晶各向异性： 、 和 。 主轴型（theta=0），平面型（theta=90），锥面型（sin2 theta=-Ku1/2Ku2）
10. 目前金属纳米晶磁性材料已得到广泛的应用，其中三种牌号的纳米晶磁性材料为：________、________和________ 。(FINEMET、NANOPERM、HITPERM)
11. 一般来讲，技术磁化过程存在两种磁化机制，分别为 ________ 和 ________ 。(磁畴壁的位移运动、磁畴转动)
二、名词解释
3. 磁性织构：
答：在材料结构一定的情况下，其晶粒或磁畴在一个方向上成规则排列的状态，称为织构。使多晶材料产生织构就是织构化。
4. 固态相变：
答：当外界条件（温度、压强）作连续变化时，固体物质在确定的条件下，其化学成分或浓度、结构类型、晶体组织、有序度、体积、形状、物理特性等一项或多项发生突变。
5. 叵姆合金：
镍的质量分数为0.3-0.9的铁镍系软磁合金
6. 铁磁共振线宽：
答：在H-M’’曲线上，令μ"=0.5μ"m处的磁场分别为Ha和Hb，则ΔH=Hb—Ha为铁磁共振线宽。
8. 截止频率：
答：由于软磁材料畴壁共振及自然共振的影响，使软磁材料的磁导率实部值下降到起始值的一半且磁导率的虚部达到峰值时的频率。称为截止频率fr
9. 固态相变：
答：当外界条件（温度、压强）作连续变化时，固体物质在确定的条件下，其化学成分或浓度、结构类型、晶体组织、有序度、体积、形状、物理特性等一项或多项发生突变。
10. 过饱和固溶体的脱溶：
过饱和固溶体析出第二相，而其母相仍然保留，但浓度由过饱和达到饱和的相变。 分类：连续脱溶和不连续脱溶
11. 金属间化合物
答：合金中各组元 的化学性质和原子半径彼此相差很大，或者固溶体中溶质的浓度超过了溶解度极限，就不可能形成固溶体，这时，金属与金属、或金属与非金属之间常按一定比例和一定顺序，共同组成一个新的、不同于其任一组元的新点阵的化合物。这些化合物统称为金
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属间化合物。
12. 氧参数：
答：描述尖晶石铁氧体单位晶胞中氧离子真实位置的一个参数，是指氧离子与小立方（又名子晶格）中最远一个面的距离。
13. 失稳分解：
14. 磁性矫顽力
答案：该磁学参数描述的是磁性材料磁化过程的难易的量，数值越大表示材料越难磁化。在M-H磁滞回线上, 矫顽力为使磁矩为零所需磁场大小。
三、辩析题
1、现有两种磁性材料：FeNi合金和LiFeCr尖晶石铁氧体，分别测得它们的M-T曲线如下图所示，请问：
（1）图中的（1）和（2）分别是属于哪一个材料？
（2）它们有哪些不同之处？
（3）图中的A、B、C分别是什么温度？
（4）如在昼夜温差大的环境下使用，我们该选择哪一材料来开发磁性器件（假设
不计成本）？若用于开发高频器件，我们应该选择哪种器件？
2. Tc, Ms, Mr, Hc 和 等均为磁性材料的内禀磁特性。
4. 矫顽力Hcj和HcB从其物理意义上讲是完全相同的，请在同一张图上划出M-H和B-H 的退磁曲线，并标出MHc和BHc来。
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5. 磁晶各向异性常数K1为磁性材料的内禀磁特性，只与材料的成分有关。故对Fe-Ni合金，只要其成分相同，其K1值都相同。请判断上面说法的对错，同时说明原因。
四、问答题
1. 对软磁材料基本性能的要求有哪些？
① 贮能高 高的饱和磁感应强度（2分）
② 灵敏度高 初始磁导率，最大磁导率，脉冲磁导率要高（2分）
③ 效率高 Hc低，电阻率高，损耗小（1分）
④ 回线矩形比高
⑤
⑥ 稳定性好 磁滞回线较窄 矫顽力小 磁导率高
2. 如何提高永磁材料材料的矫顽力？
答：矫顽力是使残余磁感应强度变为零时所需的反向磁场的大小，主要依赖增加畴壁位移和畴转的阻力增大Hc值。（1分）
如果Hc是由壁移机制决定的，可在合金内增加应力梯度及非磁性相来增加Hc。这种机制只能获得较低的Hc值（2分）
若Hc是由畴转过程决定的，则磁畴在不可逆转动过程中受到的阻力就是Hc值的度量。这时依赖于造成单畴粒子或弥散的单畴脱溶相及其三种各向异性（磁晶、应力及形状）来增加畴转的'阻力，从而获得高的Hc值。（2分）
3.请指出下列材料中，哪些是永磁材料，哪些是软磁材料？
(1)坡莫合金；（2）MnZn铁氧体；(3) AlNiCo; (4) Nd-Fe-B; (5) 2:17型R-Co磁性材料；
（6）纯度为99.999%的铁；(7) NiZn铁氧体； (8) SmCo5；(9) BaFe12O19；（10）硅钢片；
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； 软磁材料：（1)坡莫合金；（2）MnZn铁氧体；（6）纯度为99.999%的铁；(7) NiZn铁氧体；
（10）硅钢片
4. MGOe 是什么的单位？H的单位有哪些？其中哪个是SI单位？
答：MGOe 是磁能积的单位（2分）。H的单位包括有A/m, Oe等（2分）。其中A/m 是SI单位（1分）
5. 请问什么是Snoek定理？请简要说明一下。
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答：Snoek定理描述的是软磁材料在高频下起始磁导率与截止频率的关系（1分）。若磁化过程只考虑畴转机制，则起始磁导率和截止频率的乘积可表示为：
(i1)fr13Ms（2分）
在等式右边，是一个常数，Ms都是材料的内禀参数，只与材料的成分有关。所以在选定材料时，（i-1）和fr的乘积为一常数。高的截止频率，就会导致小的磁导率。反之亦然。（2
分）。 若能画图表示出（i-1）和fr的反比例关系，也给2分。
6. 什么是技术磁化过程？磁化过程主要通过哪些机制来完成？在磁化饱和状态下的磁畴结构如何？
7. 请简要说明金属铁磁性软磁材料与铁氧体软磁材料的优缺点。
8. 请阐述Si的加入对Fe-Si合金磁性的影响主要有哪些方面？
10.铁硅合金和铁镍合金在磁性和应用上各具有什么特点？
11.影响稀土永磁材料磁稳定性的因素有哪些？要提高稳定性需采取哪些措施？
答：稳定性一般包括磁场稳定性、温度稳定性、和时间稳定性等。其中温度的影响为主要因素。
