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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d3348

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Q384

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