電子材料複習題練習

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一、填空題

1. 、鐵氧體材料按其晶體結構分為__、__ 和_石（或六角晶系） 鐵氧體。

2.. 永磁材料的一個重要的效能指標為，其單位為MGOe。

3. (主軸型、平面型、錐面型)

4. 目前金屬奈米晶磁性材料已得到廣泛的應用，其中三種牌號的奈米晶磁性材料為：________、________和________ 。(FINEMET、NANOPERM、HITPERM)

5、磁化曲線隨晶軸方向的不同而有所差別，即磁性隨晶軸方向顯示各向異性，這種現象稱為__磁晶各向異性______，它存在於所有鐵磁性晶體中，在__非晶磁性材料___ 中不存在。

6、金屬永磁材料高矯頑力機理主要有高應力型、__單疇型__、___成核型___和__釘扎型___。

7. 尖晶石鐵氧體在單位晶胞中，A位置共有__64__個，B位置共有___32___個，但實際佔有金離子的A位置只有___8___個，B位置只有___16___個，其餘空著，這些空位對配方不準造成的成分偏離正分並對___摻雜_____有利。

8、磁性材料材料在交變磁場中產生能量損耗，稱為__磁損耗___。磁損耗包括三個方面__渦流損耗__、___磁滯損耗__和__剩餘損耗___。

9. 一般來講，技術磁化過程存在兩種磁化機制，分別為 _疇壁運動__ 和 __磁疇轉動___ 。

10. 一般來講，鐵氧體材料其磁飽和磁化強度遠於金屬軟磁材料，其應用頻率遠高於金屬軟磁材料。金屬軟磁材料低電阻率的特性導致 渦流 效應， 渦流損耗限制了其在高頻段的應用。

11. 品質因數是反映軟磁材料在交變磁化時能量的_和_損耗__的效能。

二、名詞解釋：

1. 金屬間化合物

答：金屬與金屬、或金屬與非金屬之間常按一定比例和一定順序，共同組成一個新的、不同於其任一組元的新點陣的化合物，這類化合物統稱為金屬間化合物。

2. 磁相變

答：磁性有序結構向有序結構轉變（如反鐵磁與鐵磁結構之間的轉變）或磁性無序結構與有序結構間的轉變過程，稱為磁相變。

3. 結晶織構

在材料結構一定的情況下，其晶粒在一個方向上成規則排列的`狀態，稱為結晶織構。

4. 叵姆合金

是指35~80%Ni-Fe系二元合金和新增Mo, Cu, Cr等元素的多元合金。常稱做坡莫合金或叵姆合金

5. 磁性織構

在材料結構一定的情況下，其磁疇在一個方向上成規則排列的狀態。

6. 氧引數：

描述尖晶石鐵氧體單位晶胞中氧離子真實位置的一個引數，是指氧離子與小立方（又名子晶格）中最遠一個面的距離。

7. 飽和磁化強度

磁體在飽和磁化狀態（磁矩平行排列）時，定義單位體積內磁體的磁矩向量和為飽和磁化強度。

8. 磁性矯頑力

該磁學引數描述的是磁性材料磁化過程的難易的量，數值越大表示材料越難磁化。在M-H磁滯回線上, 矯頑力為使磁矩為零所需磁場大小。

三、辨析題：

1、現有兩種磁性材料：FeNi合金和LiFeCr尖晶石鐵氧體，分別測得它們的M-T曲線如下圖所示，請問：

（1）圖中的（1）和（2）分別是屬於哪一個材料？ （2）它們有哪些不同之處？

（3）圖中的A、B、C分別是什麼溫度？

（4）如在晝夜溫差大的環境下使用，我們該選擇哪一材料來開發磁性器件（假設不計成本）？若用於開發高頻器件，我們應該選擇哪種器件？

2. 磁晶各向異性常數K1為磁性材料的內稟磁特性，只與材料的成分有關。故對Fe-Ni合金，只要其成分相同，其K1值都相同。請判斷上面說法的對錯，同時說明原因。

答：不對，磁晶各向異性常數K1為材料的內稟磁特性，除與材料的成分相關外，還與其結構相關。對成分相同Fe-Ni合金，當熱處理工藝不同時，其結構、顯微組織將會不同,所以其K1值就有可能不相同。）

四、問答題：

1、簡述金屬軟磁材料磁化機制，同時說明提高其超始磁導率的方法和措施。 磁化機制（磁疇轉動，疇壁位移）。 磁疇轉動主要受到各向異性場的影響；疇壁位移主要受到各種形式的釘扎作用，如內應力的釘扎，非磁性第二相的阻礙，晶界對疇壁位移的阻礙（也即晶粒大小對軟磁效能的影響）。提高其起始磁導率的方法和措施：

① 提高飽和磁化強度Ms； ② 有效方法，使K1→0，λs→0； ③ 高溫退火、真空熱處理、氫氣熱處理； ④ 使材料雜質相對集中； ⑤ 真空熔鍊、精煉； ⑥ 進行織構  

2. 簡述晶粒大小對常規磁性材料和奈米晶磁性材料矯頑力的影響規律，並說明為什麼。

答：對於常規磁性材料而言，晶粒直徑越小，矯頑力越大，一般成Hc 1/D的關係(D 為晶粒直徑)。這是因為晶粒越小，相同體積內的材料含有的晶界數目越多。而晶界是疇壁位移所受阻力來源之一，晶界越多，疇壁位移過程將受到更多的阻力，從而導致矯頑力增大；對奈米晶而言，晶粒越小，矯頑力越小。根據隨機各向異性理論，奈米晶材料的等效磁晶各向異性常數可以表述如下：Kc，其中Kc 為常規晶粒尺度下的磁晶各向異性常數，N為晶粒臨界尺度（小於該尺度矯頑力不再遵循上述規律）內奈米晶的數目。晶粒越小，臨界尺度內的奈米晶數目越多，N值越大，從而使矯頑力越小，從而使得矯頑力一般遵循Hc D6 的關係。

3. 簡述Fe、Ni、Co（常溫、常壓下）的晶體結構（要求畫出示意圖）和磁性。

4. 請畫出典型的磁性材料的磁滯回線（M-H）和磁化曲線，並在圖中標出下Ms、Hc、最大磁導率max 和起始磁導率i ，並指出哪些是內稟磁引數？同時說明磁性材料的磁化機制。