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1、材料科學(xué)與工程學(xué)院實驗名稱：磁性材料的制備與表征專業(yè)班級：10級金屬材料工程1班姓名：葉明逵學(xué)號：1008102107指導(dǎo)教師：鐘海長評定成績：教師評語：指導(dǎo)老師簽名：2013年11月2日4磁性材料的制備與表征一、實驗?zāi)康?了解磁性材料的制備過程與磁性材料的表征*熟悉并使用制備磁性材料的儀器二、實驗設(shè)備等離子快速燒結(jié)爐，行星式混料機，行星式球磨機，干燥箱，噴霧式造粒機，萬能拉伸試驗機三、實驗原理1.磁性是物質(zhì)最基本的屬性之一。磁性材料可分為金屬磁性材料和鐵氧體磁性材料，它們有單晶、多晶和薄膜等形式。磁性
2、材料的磁性能屬于鐵磁性。鐵磁性物質(zhì)最主要的特征在磁場中很容易被磁化。當(dāng)溫度概予某一值時，鐵磁體的自發(fā)磁化被破壞，鐵磁性消失，這一溫度稱為居里溫度。居里溫度是磁性材料使用溫度的最高極限。鐵磁體在居里溫度以下，其內(nèi)部分裂為多個磁疇，每個磁疇的磁化取向不同，因此在整個鐵磁體在未磁化時，對外不顯線磁性，當(dāng)把鐵磁性材料至于外磁場的作用下，則磁疇結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，這種變化稱為技術(shù)磁化過程。通常用磁化曲線來描述鐵磁體的磁化速度或磁感應(yīng)強度B隨外磁場H變化的情況。磁性材料常用磁滯回線來描述，其相關(guān)物理量分別是：（1）飽和
3、磁感應(yīng)強度B：其大小取決于材料的成分，它所對應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列。（2）矯頑力：是表示材料磁化難易程度的量，該數(shù)值取決于材料的成分及缺陷（雜質(zhì)，應(yīng)力等）（3）居里溫度：鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度的升高而下降，當(dāng)達到某一溫度時，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，該臨界溫度為居里溫度，他確定了磁性器件的工作溫度上限（4）剩余磁感應(yīng)強度：是磁滯回線上的特征參數(shù)，為H回到0的B的值。（5）磁導(dǎo)率：是磁滯回線上的任何點所對應(yīng)的B與H的比值，該數(shù)值與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)，初始磁導(dǎo)率是磁化曲線在原點的斜率
4、。最大磁導(dǎo)率是磁化曲線切線斜率的最大值即最陡峭的部分。磁性器件是利用磁性材料的磁特性和各種特殊效應(yīng)制成的，用于轉(zhuǎn)換、傳遞和存儲能量和信息。它們在電力和電子產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛，除了應(yīng)用于大型大電機、電動機和變壓器以外，還有雷達、聲吶，通信、廣播、電視、電子計算機、、自動控制、儀器儀表中制造重要器件的材料。磁性材料具有磁有序的強磁性物質(zhì)，廣義還包括可應(yīng)用其磁性和磁效應(yīng)的弱磁性及反鐵磁性物質(zhì)。磁性是物質(zhì)的一種基本屬性。物質(zhì)按照其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其在外磁場中的性狀可分4為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)。鐵
5、磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強磁性物質(zhì)，抗磁性和順磁性物質(zhì)為弱磁性物質(zhì)。磁性材料按性質(zhì)分為金屬和非金屬兩類，前者主要有電工鋼、鎳基合金和稀土合金等，后者主要是鐵氧體材料。按使用又分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸縮材料、磁記錄材料、磁電阻材料、磁泡材料、磁光材料，旋磁材料以及磁性薄膜材料等，反映磁性材料基本磁性能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗等。2.磁性材料的生產(chǎn)，目前主要使用的是鑄造法和粉末冶金法。鑄造法主要生產(chǎn)的是金屬及合金磁性材料，大量用于電機、變壓器等強電技術(shù)中（金屬——熔煉
6、——澆注——壓制——加工——退火——磁芯）粉末冶金法主要用于無線電、電話、電子計算機及微波等弱電技術(shù)中（金屬——制粉——壓形——燒結(jié)——磁芯）四、實驗步驟磁性材料的制備（主要是軟磁與硬磁）(1)硬磁材料又稱為永磁材料。硬磁材料要求有大的矯頑力、較高的剩磁及高的最大磁能積。硬磁材料的主要品種有鋁鎳鈷（占硬磁材料的3/4）,鐵氧體（1/4）及稀土鈷永磁材料，后者是世界上磁性最強的磁體。燒結(jié)鋁鎳鈷磁鋼的生產(chǎn)工藝如下Fe粉+Fe-Al合金粉+Ni粉+Co粉——>配料混合——>還原——>成形——>燒結(jié)——>時效熱
7、處理——>研磨加工——>檢驗——>成品其中成形的壓力500-1500MPa；燒結(jié)時真空或純氫中，1200-1350°C，2-5h。時效熱處理在空氣中500-800°C，2-5h。(2)軟磁材料的制備凡是具有低矯頑力和高的磁導(dǎo)率的材料都屬于軟磁材料。粉末軟磁材料主要用于無線電電子學(xué)與電訊工程等若電子技術(shù)中，通常的粉末軟磁材料，主要有燒結(jié)鐵及鐵合金，磁介質(zhì)，軟磁鐵氧體等。燒結(jié)鐵的制造工藝和普通粉末鐵制品的工藝過程基本相同，為了提高燒結(jié)鐵的力學(xué)性能和磁學(xué)性能，多采用復(fù)壓及熱處理等工藝，其工藝流程如下：配料（鐵
8、粉）——>混合（加入硬脂酸鋅0.01及錠子油0.004）——>壓制（壓力600-700MPa）——>預(yù)氧化處理（380-420°C）——>燒結(jié)（氫氣中。1100°C，2h）——>復(fù)壓（700-1000MPa，外加潤滑劑）——>熱處理（氫氣中，860-930°C，2h）——>檢驗（外形，尺寸，磁性）——>成品4五、實驗總結(jié)經(jīng)過本次的實驗，我更好的了解到了通過粉末冶金的方法制作磁性材料，同時熟悉并使用儀器設(shè)備，增強了動手操作的能力。我們實驗制作
