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磁志伸缩材料范文磁志伸缩材料范文 磁致伸缩材料是在磁场的作用下可以发生较大变形的新型磁功能材 料 一 磁致伸缩原理 1 磁致伸缩效应线磁致伸缩体磁致伸缩体磁致伸缩的量很小 可 由应变张量S的分量表示332211S SS 2 磁致伸缩的唯象理论 3 自发磁致伸缩的计算铁磁体在局里温度以下 要发生自发磁化 使晶体发生结构变化 在居里温度以上是立方晶系的铁磁体材料 自发磁化后 由于磁化 方向不同 分别畸变为不同的晶格 二 磁致伸缩的微观理论 1 从自由能极小的观点来看 磁性材料的磁化状态发生变化时 其 自身的形状和体积都要发生变化 因为这样才能使系统的总能量最 小 原因1 自发磁致伸缩交换积分J与nr d的关系是一曲线 Slater Bethe曲线 2 磁场诱发的磁致伸缩当磁场比饱和磁化场SH小时 样品的形变主要是长度的改变 线磁致伸缩 而体积几乎不变 当磁化场大于饱和磁场SH时 样品的形变主要是体积的改变 即体 积磁致伸缩 说明 1 目前 认为引起线性磁致伸缩的原因是轨道耦合和自旋轨道耦合 相叠加的结果 2 在外磁场作用下多畴磁体的磁畴要发生畴壁移动和磁畴转动3 形状效应退磁能V NMS2 21 4 稀土离子超磁致伸缩的起源超磁致伸缩主要起源于稀土离子中局 域的4f电子 说明 1 由于4f电子受外界电子的屏蔽作用 所以轨道与自旋耦合作用比 稀土离子和晶格场的作用要大1 2个数量级 与3d过渡族金属不同 稀土离子的轨道角动量并不冻结 2 稀土离子的4f电子轨道是强烈的各向异性 在空间某些方向伸展 的很远 在另外一些方向又收缩的很近 2 磁致伸缩的原子模型 3 磁致伸缩的单离子模型说明磁致伸缩的唯象理论可以从宏观形变 的角度解释铁磁体的变化 但无法解释产生磁致伸缩的微观机制 这需要从晶体结构 磁性离子的占位和电子结构参数出发 来计算 磁致伸缩的大小 目前 对过渡金属 铁氧体和稀土类材料的磁致伸缩 已有一些理 论解释 其中较为成功的为单离子模型 磁致伸缩与温度及磁场的关系为 0 21 x IH HT L 三 磁致伸缩的影响因素微观角度材料的磁致伸缩主要交换作用 晶场和自旋 轨道耦合作用 磁偶极相互作用等 宏观角度磁致伸缩是材料内部的磁畴在外磁场作用下发生转动的结 果 1 磁弹性能铁磁体受
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