铁氧体磁性材料查看源代码讨论查看历史
| 铁氧体磁性材料 |
铁氧体是20世纪40年代发展起来的一种新型的非金属磁性材料。由于它的制备工艺和外观很类似陶瓷品，因此有时被称为磁性瓷。铁氧体一般是指铁族的和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物，属于半导体，它是作为磁性介质而被利用。磁铁矿，其主要成分是Fe3O4，是一种最简单的铁氧体，也是人类最早应用的一种非金属磁性材料。我国在三千多年前就发现了磁石的相互吸引和磁石吸铁的磁现象。11世纪末，我国便发明了指南针并应用于航海事业。
简介
铁的氧化物和一种或几种其它金属氧化物组成的复合氧化物（如BaO·6Fe2O3、MnO·Fe2O3·ZnO·Fe2O3等）等称为铁氧体。具有亚铁磁性的铁氧体是一种强磁性材料，通称为铁氧体磁性材料。FeO·Fe2O3（Fe3O4）是最简单的、世界上应用最早的天然铁氧体磁性材料。铁氧体磁性材料可分为软磁、硬磁（包括粘结）、旋磁、矩磁和压磁及其它铁氧体材料，它们的组成、晶体结构、特征与应用领域见表下表。它们的主要特征是：软磁材料的磁导率岸高、矫顽力低、损耗低；硬磁材料的矫顽力Hc高、磁能积（BH）m高；旋磁材料具有旋磁特性，即电磁波沿着恒定磁场方向传播时，其振动面不断地沿传播方向旋转的现象，旋磁材料主要用于微波通信器件。矩磁材料具有矩形的B～H磁滞回线，主要用于计算机存储磁芯；压磁材料具有较大的线性磁致伸缩系数λs。铁氧体磁性材料在计算机、微波通信、电视、自动控制、航天航空、仪器仪表、医疗、汽车工业等领域得到了广泛的应用，其中用量最大的是硬磁与软磁铁氧体材料。
评价
关于铁氧体材料的铁磁性来源，它不是像一般金属磁性材料的磁性是由相邻磁性原子之间直接电子自旋的交换作用所形成的，而是两个磁性离子间的距离比较远，并且中间夹着氧离子，事实上形成铁磁性的电子自旋问的交换作用，是由于氧离子的存在而形成的。这种类型的交换作用，在铁磁学理论中称之为超交换作用。由于超交换的作用，使氧离子两旁磁性离子的磁矩呈反方向排列，许多金属氧化物的反铁磁性，即是由此而来。如果反方向排列的磁矩不相等，有剩余磁矩表现出来，那么这种磁性称为亚铁磁性，或称铁氧体磁性。由于铁氧体材料中氧离子与磁性离子之间的相对位置有很多，彼此之问均有或多或少的超交换作用存在。研究表明，氧离子与金属离子间距离较近，而且磁性离子与氧离子间的夹角成180°左右时，超交换作用最强。铁氧体中磁性离子的排列方向，主要根据这最强超交换作用，因此铁氧体材料的磁性能，不但与结晶结构有关，而且与磁性离子在结晶结构中的分布情况有关。改变铁氧体中磁性离子或非磁性离子的成分，可以改变磁性离子在结晶结构中的分布。此外铁氧体制备过程中，烧结的工艺条件也对磁性离子的分布有影响。因此为了掌握铁氧体材料的基本特征，必须了解各种铁氧体的结晶结构；金属离子在结晶结构中的分布情况；以及如何改变它们的分布情况。[1]