非晶软磁材料及制备方法：
纳米晶软磁材料及制备方法：
第5章
23、硬磁材料，衡量材料“硬”的指标，提高材料硬磁性方法，淬火硬化磁钢，析出硬化磁钢，时效硬化磁钢，有序硬化永磁合金，铁氧体永磁材料，稀土永磁材料，SmCo5 /Sm2Co17晶体结构、硬磁性能、制备工艺，Nd-Fe-B永磁材料晶体结构、硬磁性能、制备工艺
硬磁材料——是指材料被外磁场磁化以后， 去掉磁场仍保持着较强的剩磁的磁性
材料。
? 磁性材料“硬” 的要求 1)、剩余磁感应强度Br要高； 2)、 矫顽力Hc要大； 3)、最大磁能积(BH) max要高； 4)、高的稳定性。
衡量材料“硬”的指标：
提高材料硬磁性方法：
淬火硬化磁钢——通过高温淬火手段，把已加工的零件内原奥氏体组织转变为马氏体组织，以获
得较高的矫顽力。如碳钢、钨钢、铬钢、钴钢、铝钢等，这类永磁材料的矫顽力和磁能积相比以
后新型永磁材料较低，当前很少使用。
析出硬化型磁钢——又称沉淀硬化型磁钢，其矫顽力是在合金冷却过程中获得的，通过失稳分解
沉淀出近似单畴大小的伸长形磁性相弥散分布于弱磁性相中，利用磁性相的形状各向异性，其反磁化依靠磁矩的非均匀转动，具有很高的矫顽力。 i) Fe-Cu 合金，主要用在铁簧继电器等方面。 ii) Fe-Co 合金， 主要用在电子器件的存储单元。
iii) Al-Ni-Co合金，基于Fe-Ni-Al合金发展的一种被广泛应用的金属永磁材料。居里
温度为890℃， 具有非常好的温度稳定性， 在仪器仪表、 电机电器、 磁传动装置、 航天 元器件等领域广泛应用，
时效硬化型磁钢——通过淬火、塑性形变、时效硬化等工艺手段，使得磁钢中析出具有磁各向异
性的微粒，具有很高的矫顽力。
i) ?-铁基合金，包括钴钼、铁钨钴和铁钼钴等合金，其磁能积较低，用在电话接收机中; 铁锰钛和铁钴钒合金, 主要用于指南针和仪表零件；
ii) 铜基合金， 主要有铜镍铁和铜镍钴， 可用于测速仪和转速计；
iii) Fe-Cr-Co系合金，其永磁性能类似于Al-Ni-Co永磁合金，主要用于扬声器、电度表、
有序硬化型永磁合金——高温下处于无序状态，经过淬火、退火等工艺之后，在无序相中析出弥
散分布的有序相，从而具有较高的矫顽力。Co-Pt , Fe-Pt, Ag-Mn-Al, Mn-Al, Mn-Al-C等合金。 应用：磁性弹簧、小型仪表元件和小型磁力马达的磁系统等
铁氧体永磁材料——又称永磁铁氧体，是由Fe的氧化物和Sr(或Ba等)化合物按照一定比例混合，
经过预烧、粉碎、制粉、压制成型、烧结、打磨加工而成。当前的永磁铁氧体主要是六角晶系的磁铅石型铁氧体，化学式为MO·xFe2O3,(M=Ba, Sr,Ca, Pb等)，实用的是BaO·6Fe2O3, SrO·6Fe2O3等。永磁铁氧体具有性价比高，工艺成熟， 抗退磁性能优良等特点， 至今仍被广泛应用， 占永磁材料总产值40%，被广泛应用在小型电机、电声音响、测量器件等方面。
稀土永磁材料：
稀土永磁材料是稀土金属元素R(Sm, Nd, Pr等)和过渡族金属TM(Fe, Co等)形成的金属间化合物， 是目前永磁性能最高的材料， 在科研、 生产和应用方面得到了很大的发展，渗透到国民经济各个领域，成为当代新技术的重要物质基础。自20世纪60年代起，已经历了三个阶段的发展： SmCo5 /Sm2Co17晶体结构、硬磁性能、制备工艺，Nd-Fe-B永磁材料晶体结构、硬磁性能、制备工艺
Sm2Co17永磁材料制备方法与工艺： 粉末冶金法、还原扩散法、快淬法、粘结法
Nd-Fe-B稀土永磁材料（P148）
从制造方法上来说， Nd-Fe-B系永磁材料主要包括：烧结永磁和粘结永磁
24、磁记录材料，磁记录过程，模拟磁记录，数字磁记录，磁头，磁头材料，磁光效应。 25、磁制冷原理，磁制冷技术，磁制冷材料，磁制冷面临的问题
二、 简答题(&计算题)
1、 克分子磁化率和体积磁化率的定义分别是什么？它们之间有怎样的联系？以CoFeB
为例，说明如何从实验上测量分别得到此样品的克分子磁化率和体积磁化率。 2、 磁性材料常见的有哪5种磁性？它们分别具有怎样的特点？分别画出它们磁化率随
温度变化曲线，分别写出高温区域它们所遵循的表达式。 3、 证明：
?J?gJJ(J?1)?BgJ?1?J(J?1)?S(S?1)?L(L?1)2J(J?1)3S(S?1)?L(L?1)??22J(J?1)4、 画出贝特-斯勒特曲线的示意图，并说明此曲线是怎样反映海森堡直接交换作用的？ 5、 外斯的分子场理论的主要内容是什么？它是基于什么样的假设建立起来的理论？
利用外斯的分子场理论对铁磁性材料在的居里温度TC上下的宏观磁性的表现进行理论的分析，并推导出其高温顺磁区域所遵守的居里外斯定律(SI单位制)。 6、 反铁磁性材料一般具有怎样的特征？奈尔的反铁磁分子场理论的主要内容是什
么？试利用奈尔的反铁磁分子场理论推导出高温顺磁状态下反铁磁材料所遵守的居里外斯定理。
7、 简述RKKY交换作用的物理图像，并利用这种交换作用对4f稀土金属元素及合金材
料的磁性质进行唯象的解释。RKKY交换作用和海森堡直接交换作用及铁磁能带理论之间有何区别和联系。
8、 分别画出Fe单晶沿[110]、[111]、[100]晶向和Co单晶的沿[0001]、[10-10]晶向磁化
的磁化曲线示意图，指出它们各自的易轴和难轴，并用单离子模型解释磁晶各向异性的来源。
9、 磁致伸缩效应具有怎样的特点？用磁畴的理论从单畴和多畴两个角度，唯象的解释
磁致伸缩效应的来源。
10、 有一轴线方向为无限长、半径为r的圆柱形铁磁体，在它的径向方向磁化到饱和，
其饱和磁化强度为Ms，求沿轴向方向单位长度上的退磁场能量等于多少？ 11、 计算孤立Co原子和铁氧体中Co2+离子的磁矩，并说明两者差别的原因。
12、 复合尖晶石铁氧体分子式为：ZnxMn1-xFe2O4 (1)写出离子分布式和分子磁矩的表
达式，并计算x值分别为0、0.5、1.0时的分子磁矩 (单位用玻尔磁子?B表示) (2)分别计算x=0、0.5、1.0时的饱和磁化强度Ms(设晶格常数a=8.5×10-10m,玻尔磁子
?B= 9.273 ×10-24A·m2)(3)比较x=0、0.5时两种铁氧体的居里温度的高低，并简要说
明原因。
三、 论述题(开放性题目)
1、 手机是现代人们常用的信息交流工具之一，请根据你对当前被广泛使用的智能手机的了解，提出一个与磁学及磁性材料应用相关的问题，并根据本课程所学习知识，对该现象进行简单的解释和说明。
2、 小明在湖北宜昌读大学，他女朋友在江西南昌读书，为了维系感情，他们每天都要利用聊天软件通过网络进行文字、语音或视频聊天，请问他们之间在进行信息沟通的过程中，可能会涉及到哪些磁学及磁性材料方面的应用？并对这些磁学领域的应用原理进行简要解释。
3、 Ruien是无意间通过时空隧道来到地球上的外星人，通过一段时间适应之后，他发现地球的科技文明比自己想象的要高很多，所以想网购一些地球上常见的电子元器件(或原材料)，自己制作一个无线电信息发射装置，向母星球发射救援信号。如果你是Ruien的好朋友，请你对他的无线电信息发射装置的设计方案及电子元器件采购清单给予一个合理的建议，并说明缘由，要求发射的信号清晰、稳定，受环境干扰小，功率足够大。