磁性陶瓷

磁性材料按其导电性差异，可分为金属和铁氧体磁性材料两大类，磁性陶瓷（Magnetic Ceramics)也是先进陶瓷材料中极其重要的一类，可分为含铁的铁氧体（Ferrite)陶瓷和不含有铁的磁性陶瓷。它们多属于半导体材料，电阻率为（10~97)x10Ω·m,是现代电子技术中不可缺少的一种材料，用它们代替低电阻率的金属和合金磁性材料，可以大大降低涡流损耗，适用于高频场合。磁性陶瓷的高频磁导率（Magnetic Permeability)也较高。这是其他磁性材料所不能比拟的。铁氧体的最大弱点是饱和磁化强度比较低，大约只有纯铁的1/3到1/5，居里温度（Curie Temperature)也不高，不宜在高温或低频大功率条件下工作，尽管如此，它们在现代无线电电子学、自动控制、微波技术、电子计算机、信息储存、激光调制等方面都得到了广泛的应用。

就材料的磁性而言，可以根据材料的磁化率大小来分类，可分为三类，分别是顺磁性、抗磁性和铁磁性（强磁材料）。

1.顺磁性和抗磁性

在具有未成对的电子的原子、分子或离子中，由于具有未成对电子而具有磁矩（Magnetic Moment),这种磁矩是由于未成对电子的轨道运动和自旋运动共同提供的。这类物质就称为顺磁性。在顺磁体上加上磁场，磁矩则按磁场方向排列，这种现象称为磁化。磁化强度与磁场强度成正比，去掉磁场，则磁化为零。

2. 铁磁体和反铁磁体

在顺磁体中，磁矩的方向杂乱，所以未加磁场时，不被磁化，而对铁磁体（Ferrogmagnet),在无外磁场时，磁矩也向同一方向整齐地排列。此时即磁化或产

生了自发磁化Sponaneous Magnetization),简单地说是形成了所谓的“磁石”。在铁磁体中，使磁矩整齐地排列的能量比搅乱其排列的热运动的能量还大。当对铁磁体加热时间，由于温度提高而增加了热运动的能量，致使磁矩整齐排列的方式受到干扰，因此变为顺磁体，人们把顺磁体和铁磁体相互转化的温度称为居里温度或居里点。

磁性陶瓷

3. 磁畴和磁畴壁

在没有外磁场的情况下，铁磁质中电子自旋磁矩可在小范围内“自发地”排列起来，形成一个个小的“自发磁化区域”称为磁畴，在没有外磁场作用时，各磁畴中分子磁矩取向各不相同。磁畴的这种排列方式使磁铁处于能量最小的状态。因此没有磁化的铁磁质各磁畴的失量之和相互抵消，对外不显磁性。磁畴之间的界面即称为磁畴壁。

4. 磁化和磁滞

未磁化前磁畴具有不同磁化方向，各磁畴的矢量之和相互抵消（M=0)。若在铁磁体加

外磁场、此时，其中一些与外磁场方向接近一致的磁畴长大，其他磁场方向磁畴变小。增大外磁场强度，磁畴进一步长大，此时M较大；但其磁化方向和外磁场方向也不完全相同，即使成了单畴磁区也是如此。

5. 磁致伸缩常数和磁晶各向异性常数

当有一外加磁场平行于一棒状样品轴线进行磁化时，磁场一方面克服各向异性能将磁矩取向于外磁场方向；另一方面棒的长度也将发生变化。磁致伸缩常数λs是铁磁性材料内在特性参数之一，当棒伸长时，λs>0;当棒缩短时，λs<0。

大多数铁磁性材料λs<0,且数量级在10-5~10-6。

磁晶各向异性常数K1是铁磁性材料内在特性参数之一。磁晶体磁化各个方向的程度是不一致的，存在着易磁化方向和难磁化方向，通常把磁化难易程度与晶体对称性相关现象称为磁晶各向异性。晶体对称性不同，K1值不同，如尖晶石，K1<0。