磁环学习笔记

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磁环学习笔记

    磁场屏蔽主要依靠材料对磁场的引导。既然是引导磁场流向那么该材料就必须有一定的磁导率。元素呈现磁性的根本原因是其电子壳层构造。宏观物质由原子组成，原子包括质子、中子和核外电子，由于电子质量比质子、中子的质量小三个数量级（磁矩计算与微观粒子质量成反比），因此宏观物质的磁性主要是由电子磁矩（轨道磁矩和自旋磁矩）构成的，此外对于过渡金属元素之中发生的“轨道淬灭”使得过渡金属元素的总磁矩基本等于电子自旋磁矩。物理热力学表明自然界总是处在“熵”增的过程之中，分子热运动会使得磁矩排列发生混乱，因此高温下便会产生“退磁现象”。P. Curie研究了物质磁化率随温度变化符合Curie-Weiss定律，在居里温度之下材料显示出宏观磁性，居里温度之上材料就不会显示出宏观磁性。因此室温下自然界之中最常见的三种具有磁性的金属材料便是Fe（1043K）、Co（1400 K）、Ni（627 K）。基于这三种材料的天然室温磁性，因此便有铁基、钴基、镍基的铁氧体材料。值得注意的是我们也经常看见锰元素被应用于磁环材料之中，关于Mn元素应用我们可以理解如下：Mn元素呈现的是典型的反铁磁（相邻价电子自旋方向相反所产生的净磁矩为零）元素，其氧化物（MnO）的Neel温度是122 K（反铁磁到顺磁转变温度）；因此MnO在室温下也属于顺磁性材料。不同的材料具有不同的磁滞回线，根据磁滞回线的特点可将铁氧体材料区分如下：1）铁磁性：物质在很小的磁场作用下就能够被磁化，磁化方向与外界磁场方向一致。磁化率通常为101~105的数量级。2）顺磁性：物质在磁场作用下能够获得磁矩，磁化方向与外界磁场方向一致。磁化率通常为