磁性材料

[拼音]：cixing cailiao

[外文]：magnetic materials

具有强磁性的材料。这类材料微观特征是相邻原子或离子磁矩呈有序排列，从而显示出铁磁性或亚铁磁性。宏观特征是在外磁场作用下具有明显的磁化强度。

按化学成分分类

基本上可分为金属磁性材料与铁氧体两大类。

（1）金属磁性材料。主要是铁、镍、钴元素及其合金，如铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金、钐钴合金、铂钴合金、锰铝合金等等。它们具有金属的导电性能，通常呈现铁磁性，具有较高的饱和磁化强度，较高的居里温度，较低的温度系数，在交变电磁场中具有较大的涡流损耗与趋肤效应，因此金属软磁材料通常适用于低频、大功率的电力、电子工业。例如硅钢片的饱和磁感应强度约为2T（特斯拉），比一般铁氧体大5倍，广泛用作电力变压器。金属永磁材料目前磁能积很高，用它可以制成体积小，重量轻的永磁器件，尤宜用于宇航等空间科技领域，其缺点是镍、钴以及稀土金属价格贵，材料来源少。

（2）铁氧体。是指以氧化铁为主要成分的磁性氧化物，早期曾译名为“铁淦氧磁物“，简称“铁淦氧”，因其制备工艺沿袭了陶瓷和粉末冶金的工艺，有时也称为磁性瓷。大多数为亚铁磁性，从而饱和磁化强度较低，其电阻率却比金属磁性材料高106倍以上，在交变电磁场中损耗较低，在高频、微波、光频段应用时更显出其独特的优点，从晶体结构考虑，铁氧体主要分为：尖晶石型(与天然MgAl2O4尖晶石同晶型)，例如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等；石榴石型〔与天然的(Fe，Mn)3Al2(SiO4)3石榴石同晶型〕，例如钇铁石榴石型铁氧体(Y3Fe5O12))等；六角晶系铁氧体，例如与天然Pb(Fe7.5)Mn3.5Al0.5Ti0.5)O19磁铅石同晶型的钡铁氧体(BaFe12)O19)，易磁化轴处于六角平面内的Y型铁氧体(Ba2Me2+Fe12)O22)等。

按应用情况分类

大体上可分为 6类（由于磁性材料的种类繁多，应用广泛，实际上决非此6类所能完全概括）。

（1）永磁材料又名硬磁材料。具有高矫顽力与剩磁值。通常以最大磁能积(BH)m衡量永磁材料的优值。例如:铝镍钴系合金、钐钴系合金、锰铝系合金、铁铬钴系合金以及钡铁氧体、锶铁氧体等。

（2）软磁材料。具有较低的矫顽力，较窄的磁滞回线。通常以初始磁导率，饱和磁感应强度以及交流损耗等值的大小标志其主要性能。材料主要有纯铁、铁硅合金系、铁镍合金系、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。软磁材料是磁性材料中种类最多、应用最广泛的一类，在电力工业中主要是用作变压器、电动机与发电机的磁性材料，在电子工业中制成各种磁性元件，广泛地应用于电视、广播、通信等领域。

（3）矩磁材料。磁滞回线呈矩形，而矫顽力较小的一种软磁材料，通常以剩磁Br与最大磁感应强度Bm之比的矩形比Br/Bm值标志其静态特性。材料主要有锂锰铁氧体，锰镁铁氧体等。用在电子计算机，自动控制等技术中常作为记忆元件、开关和逻辑元件等的材料。

（4）旋磁材料。利用旋磁效应的磁性材料，通常用于微波频段，以复张量磁导率、饱和磁化强度等标志其主要性能。常用的材料为石榴石型铁氧体、锂铁氧体等。可制作各种类型的微波器件，如隔离器、环流器、相移器等。自1952年以来，铁氧体在微波领域的应用，促使微波技术发生革命性的变革。利用铁氧体的张量磁导率的特性才能制造出一系列非互易性微波器件；利用铁氧体的非线性效应，可设计出一系列有源器件，如倍频器、振荡器等。

（5）压磁材料。利用磁致伸缩效应的磁性材料，以磁致伸缩系数标志其主要性能，通常用于机械能与电能的相互转换。例如可制成各种超声器件、滤波器、磁扭线存储器、振动测量器等。常用的材料为镍片、镍铁氧体等。目前正在深入研究磁声耦合效应，以期开拓新的应用领域。

（6）磁记录材料。主要包括磁头材料与磁记录介质两类，前者属于软磁材料，后者属于永磁材料，由于其应用的重要性与性能上的特殊要求而另列一类。磁头材料除了应具有软磁材料的一般特性外，常要求高记录密度，低磨损。常用的有热压多晶铁氧体、单晶铁氧体、铝硅铁合金、硬叵姆合金等。磁记录介质要求有较大的剩磁值，适当高的矫顽力值，以便将电的信息通过磁头而在磁带上以一定的剩磁迹记录下来。常用的材料为γ－三氧化二铁。高记录密度的材料有二氧化铬金属薄膜等。目前磁记录已普遍应用于各个领域，例如录音、录码、录像等，因此，近年来磁记录材料的产量急剧增长。从广义来说，磁泡材料也属于这一类。