铁磁学 下 第2版PDF电子书下载

绪论 1

第7章 铁磁（亚铁磁）性的特点和基本现象 5

7.1 铁磁（亚铁磁）性的特点——自发磁化和磁畴 5

7.1.1 自发磁化和磁矩排列的多样性 5

7.1.2 交换作用能量 7

7.2 磁性材料中的基本现象及能量表述 8

7.2.1 磁晶各向异性及其他磁各向异性 9

7.2.1.1 六角晶体的磁晶各向异性 10

7.2.1.2 立方晶体的磁晶各向异性 11

7.2.1.3 用转矩磁强计测量磁晶各向异性的原理 14

7.2.1.4 磁晶各向异性的等效场——各向异性场 17

7.2.1.5 磁场感生的磁各向异性 19

7.2.1.6 应力和辊轧感生的各向异性 21

7.2.1.7 交换各向异性 22

7.2.1.8 表面和界面磁各向异性 23

7.2.1.9 无规各向异性 26

7.2.1.10 磁晶各向异性常数与温度的关系 27

7.2.1.11 磁晶各向异性的微观机制 28

7.2.2 磁致伸缩及磁弹性能量表述 31

7.2.2.1 磁致伸缩的测量原理 33

7.2.2.2 磁致伸缩的唯象理论说明 34

7.2.2.3 立方晶系中磁致伸缩的唯象表述 36

7.2.2.4 立方晶系中的磁弹性能量、弹性能量和应力能量 43

7.2.2.5 磁弹性耦合系数Kc和强制磁致伸缩系数d33 48

7.2.2.6 磁致伸缩优质材料Terf enol-D的应用与设计要点 48

7.2.3 磁荷（极）与自退磁及退磁能量表述 51

7.2.3.1 退磁场的产生 51

7.2.3.2 运用磁荷观点计算球体的退磁场 53

7.2.3.3 外磁场能量和退磁场能 56

习题 58

附录 术语和单位制 59

参考文献 61

第8章 磁畴结构 63

8.1 畴壁 63

8.1.1 单轴晶体内的180°畴壁 66

8.1.2 三轴晶体内的180°壁 70

8.1.3 考虑磁弹性能量后三轴晶体内的180°畴壁 72

8.2 铁磁薄膜内的畴壁和畴壁的新类型 75

8.3 从能量观点说明磁畴的成因 82

8.4 单轴晶体的理论畴结构 83

8.4.1 片形畴 84

8.4.2 封闭畴 85

8.4.3 片形畴的变异——棋盘结构、蜂窝结构、波纹畴壁和片形—楔形畴结构 86

8.4.4 封闭畴的变异——匕首封闭畴 91

8.4.5 半封闭的畴结构 94

8.5 立方晶体的理论畴结构 96

8.5.1 三轴晶体[100] （001）面上的畴结构 96

8.5.2 三轴晶体[110] （001）面上的畴结构 97

8.5.3 四轴晶体[111] （110）面上的畴结构 98

8.6 树枝状磁畴 99

8.7 不均匀物质中的磁畴 100

8.8 单畴颗粒 103

8.8.1 磁晶各向异性较弱的单畴颗粒的临界半径 104

8.8.2 立方晶体单畴颗粒的临界半径 105

8.8.3 单轴晶体单畴颗粒的临界半径 105

8.9 磁泡 107

8.9.1 引言 107

8.9.2 圆柱形磁畴的静态理论 108

8.9.3 产生磁泡的材料 114

8.10 观察磁畴的实验方法概要和粉纹法的理论条件 115

8.10.1 粉纹法观察磁畴的理论条件以及粉纹法和磁光效应法的实验 117

8.10.2 磁力显微镜（Magnetic force microscope，MFM）观察磁力图和形貌图的原理 123

8.10.2.1 基本原理 123

8.10.2.2 针尖和样品相互作用的探测 123

8.10.2.3 作用在磁探针上的磁相互作用力 125

8.10.2.4 作用在磁针尖上的非磁性相互作用 125

8.10.2.5 磁力图和形貌图的分离 127

8.10.2.6 磁探针 127

8.10.3 观测磁畴方法的综合比较 128

8.11 磁畴照片剪辑 131

习题 139

参考文献 139

第9章 磁化过程 142

9.1 磁化和反磁化的概况 142

9.1.1 磁化过程的四个阶段 143

9.1.2 各种磁化曲线、磁滞回线和磁导率等的定义 145

9.1.3 磁化条件 147

9.2 单轴单晶体的磁化过程 150

9.2.1 片形畴的运动变化 150

9.2.2 片形畴运动变化的理论分析 152

9.3 三轴单晶体的磁化过程 161

9.3.1 磁畴磁矩的转向决定的磁化曲线 161

9.3.2 封闭畴对磁化曲线的影响 163

9.4 单晶体磁化过程的普遍理论 170

9.4.1 计算单晶体磁化曲线的理论原则 170

9.4.2 Fe单晶体的（001）面上的磁化曲线 171

9.4.3 Ni单晶体的（110）面上的磁化曲线 175

9.5 多晶体的磁化，畴壁移动的阻力（钉扎） 182

9.5.1 内应力阻碍畴壁的运动 182

9.5.2 掺杂阻碍畴壁的运动 183

9.5.3 弥散磁场阻碍畴壁的运动 183

9.5.4 材料的非均匀区阻碍畴壁的运动 184

9.5.5 畴壁移动的平衡条件 185

9.6 可逆壁移过程决定的起始磁化率 188

9.6.1 掺杂阻碍畴壁运动的壁移磁化（掺杂理论） 188

9.6.2 应力阻碍畴壁运动的壁移磁化（应力理论） 191

9.6.2.1 应力阻碍180°壁的可逆位移 191

9.6.2.2 应力阻碍不可逆的180°壁移 193

9.6.2.3 应力阻碍90°壁的移动 194

9.7 可逆畴转过程决定的起始磁化率 197

9.7.1 外磁场对各类磁畴对称取向的恒导磁材料 197

9.7.1.1 恒导磁材料的性能 197

9.7.1.2 恒导磁材料内的转动磁化过程 199

9.7.2 由磁晶各向异性控制的可逆转动磁化 201

9.7.3 应力作用下的可逆转动磁化 203

9.8 180°畴壁的弯曲导致的起始磁化率 204

9.9 磁化过程理论在实践中的作用 205

9.9.1 提高软磁材料技术磁性的思路 205

9.9.1.1 铁镍合金起始磁导率的提高 206

9.9.1.2 软磁铁氧体起始磁导率的提高和温度稳定性 208

9.9.1.3 硅钢片磁性的提高 215

9.9.2 纳米晶合金软磁的磁性和组织结构 219

9.9.2.1 纳米晶软磁合金的磁特性 219

9.9.2.2 纳米晶软磁合金的组织结构 221

9.9.2.3 纳米晶软磁合金优异磁性的理论解释 222

9.10 不可逆磁化过程 227

9.10.1 不可逆壁移磁化 227

9.10.1.1 内应力作用下的不可逆壁移 228

9.10.1.2 掺杂物作用下的不可逆壁移 230

9.10.2 不可逆转动磁化 232

9.11 多晶磁性材料在强磁场下的磁化曲线——趋近饱和定律 238

习题 243

参考文献 245

第10章 反磁化过程 246

10.1 引言 246

10.2 应力和掺杂阻碍畴壁不可逆移动决定的矫顽力 249

10.2.1 应力阻碍畴壁不可逆移动决定的矫顽力 249

10.2.2 掺杂阻碍畴壁不可逆移动决定的矫顽力 252

10.2.3 内应力和掺杂引起的弥散磁场对矫顽力的贡献 253

10.3 磁矩不可逆转向决定的矫顽力 255

10.3.1 磁晶各向异性控制的矫顽力 255

10.3.2 形状各向异性控制的矫顽力 260

10.3.3 单畴颗粒集合体的矫顽力 262

10.3.4 单畴颗粒内磁矩的一致和非一致转向 266

10.4 由反磁化核的形成和长大决定的矫顽力 270

10.4.1 观测反磁化核成长的装置 271

10.4.2 发动场理论 273

10.5 考虑缺陷作用的矫顽力新理论 278

10.5.1 点缺陷对畴壁的钉扎决定的矫顽力 280

10.5.2 面缺陷对畴壁的钉扎决定的矫顽力 283

10.5.3 在脱溶物或晶体表面上反磁化核的成长对矫顽力的影响 291

10.6 永磁体内禀矫顽力的经验公式和晶粒间的相互作用 298

10.7 窄畴壁与低温下的特大矫顽力 300

10.7.1 低温磁硬（度）材料的特征 301

10.7.2 窄畴壁的特点 306

10.7.3 窄畴壁与缺陷的相互作用 308

10.7.4 在Rn Tm金属互化物中，无序置换对窄畴壁的钉扎 310

10.7.5 窄畴壁的热激活 312

10.8 多晶磁性物质内自发磁化强度在空间的分布及剩余磁化强度的计算和永磁粉易轴的取向度 314

10.8.1 在四种关键的磁化状态下，多晶体的自发磁化强度在空间的分布 314

10.8.2 磁性材料中剩余磁化强度的计算 316

10.8.3 永磁粉易磁化轴的取向度 323

10.9 永磁性 323

10.9.1 永磁体的特性和应用要求 324

10.9.2 获得最佳永磁性能的理论和思路 327

10.9.3 最佳永磁的一种研制方案——交换耦合（自生复合）磁体 331

10.10 技术磁化理论在材料生产中的运用 338

10.10.1 理论对永磁铁氧体性能改进的指导 338

10.10.2 理论对烧结NdFeB永磁合金性能提高和工艺改进的指导 349

习题 361

参考文献 362

第11章 动态磁性、旋磁性及磁性的时间效应、磁有序与其他物性的耦合现象、巨磁电阻 365

11.1 动态磁化过程的现象与本质 365

11.2 动态磁化过程中的损耗 366

11.2.1 损耗的经验公式和三种损耗的分离 366

11.2.2 涡流损耗和集（趋）肤效应 371

11.2.3 磁畴结构对损耗的影响 375

11.3 复数磁导率及电感线圈的品质 382

11.3.1 复数磁导率、损耗因数 382

11.3.2 线圈的品质因数Q 384

11.3.3 磁导率的频散、截止频率、μ′f0=常数 385

11.3.4 失真因数（波形变形系数） 386

11.4 畴壁的动态性质 388

11.4.1 畴壁的运动方程及壁移导致的复数磁化率 389

11.4.2 畴壁动态移动导致的磁谱、畴壁共振 392

11.5 旋磁性及铁磁共振 394

11.5.1 磁矩一致进动的运动方程 395

11.5.2 张量磁导（化）率 396

11.5.3 铁磁共振 398

11.6 磁黏滞性 401

11.6.1 磁黏滞性的唯象理论 402

11.6.2 磁黏滞性唯象理论的发展 407

11.6.3 目前的理论无法说明的特例 410

11.6.4 磁黏滞性机理的简要说明 411

11.7 磁导率的减落 412

11.8 磁有序与其他物性的耦合现象 415

11.8.1 磁热效应 415

11.8.2 磁弹效应 418

11.8.3 磁光效应 420

11.8.4 磁电效应 421

11.9 强磁金属合金及多层结构中的巨磁电阻 423

11.9.1 引言 423

11.9.2 正常磁电阻 423

11.9.3 铁磁金属的电阻率与磁电阻 424

11.9.4 多层结构中的巨磁电阻 427

11.9.5 自旋相关散射，双电流模型 439

11.9.6 多层膜巨磁电阻的机制 441

习题 445

参考文献 446

第12章 铁磁性的元磁化、磁宏观量子效应、纳米磁性、物质磁性和磁性材料的分类 451

12.1 元磁化：一块畴壁和一个单畴的电磁特性 451

12.1.1 导言 451

12.1.2 一块畴壁移动的特性 453

12.1.3 一个单畴粒子内磁状态变化的特性 463

12.2 磁性的宏观量子效应 469

12.2.1 概述 469

12.2.2 磁宏观量子效应的实验现象 471

12.2.3 磁宏观量子效应的理论简介 478

12.2.4 结语 483

12.3 纳米磁性 483

12.3.1 界面上的交换耦合 484

12.3.2 薄膜 490

12.3.3 纳米粒子、纳米线 493

12.3.4 纳米磁性材料举例 495

12.3.5 量子点和分子磁体 498

12.4 物质磁性的分类简介 499

12.4.1 抗磁性 501

12.4.2 顺磁性和超顺磁性 503

12.4.3 反铁磁性 506

12.4.4 亚铁磁性 507

12.4.5 铁磁性 508

12.5 磁性材料的分类及其他 509

12.5.1 磁性材料的类别 511

12.5.2 软磁金属（合金）材料的结构 512

12.5.3 软磁铁氧体的分类 515

12.5.4 永磁材料实例 517

12.5.5 矩磁性 524

12.5.6 磁记录 538

习题 547

参考文献 548

第13章 磁路设计原理 552

13.0导言 552

13.0.1 磁路与电路的异同、磁力应用工程 552

13.0.2 磁路与电路术语、定律、公式的对比 553

13.0.3 磁路设计和计算的任务 553

13.0.4 磁路结构与磁体性能的关系 553

13.0.5 磁路的欧姆定律 554

13.0.6 退磁曲线和回复曲线的近似计算 555

13.1 理想的静态磁路及永磁体的选择 558

13.1.1 用漏磁系数法的设计原则 558

13.1.2 磁路设计的两个基本方程 558

13.1.3 从磁体性能、尺寸和气隙尺寸求气隙磁通 559

13.1.4 磁路结构的利用系数 560

13.1.5 根据设计要求选择磁体性能、尺寸及在磁路中的位置、方式的原则 560

13.2 实际的静态磁路 562

13.2.1 实际磁路的两个基本方程 562

13.2.2 用磁导法计算漏磁系数 562

13.2.3 计算磁导的原理 563

13.2.4 磁系统的结构 567

13.2.5 静态磁路设计的一般步骤 568

13.2.6 用磁导法设计静态磁路实例 573

13.2.7 用漏磁系数设计磁路的另外方法 576

13.2.8 用自退磁现象设计磁路 584

13.3 磁的吸引力与排斥力 592

13.3.1 磁力的计算 593

13.3.2 两块永磁体的吸引力 594

13.3.3 两块永磁体的排斥力 596

13.3.4 磁悬浮轴承中磁体的排斥力的计算 596

13.4 动态磁路 602

13.4.1 回复曲线、回复磁导率与有用回复能量 602

13.4.2 有用回复能量与机械功的关系 607

13.4.3 动态磁路的设计举例 607

13.5 空心线圈和铁芯线圈的磁路设计 619

13.5.1 引言 619

13.5.2 空心单个线圈的具体设计 624

13.5.3 空心组合线圈的设计 629

13.5.4 铁芯线圈的设计 635

习题 647

参考文献 648

附录 650

附表Ⅰ 磁学基本公式在SI（MKSA）制和CGS制中的表示 650

附表Ⅱ 主要磁学量在两种单位制中的换算表 651

附表Ⅲ 常用物理常数表 652

附表Ⅳ 一些磁性物质（材料）的结构、属性、交换作用、磁性电子和内禀磁性 653

名词索引 655