《磁性材料与器件》课程教学大纲

《磁性材料与器件》课程教学大纲课程代码：课程中文名称:磁性材料与器件课程英文名称：MagneticMaterialandDevice课程性质：选修课程学分数：2.5学分课程学时数：40学时授课对象：电子科学与技术及相关专业本课程的前导课程：工程化学基础、大学物理、固体物理学、高等数学一、课程简介本课程是电子科学与技术专业的选修专业基础课，主要涉及电子结构及晶体结构两个层次探讨磁学基础理论和磁性材料的制备、性能和检测。阐述磁学和材料磁性的基础理论和主要概念，包括原子磁矩和各种磁性、磁性材料中的基本现象、磁畴结构、技术磁化和动态磁化理论等。要求学生要掌握重要的物理概念和理论知识，同时通过数学推导和理论描述，使之能够较容易地被熟悉磁性材料及器件知识。二、教学基本内容和要求课程教学内容：向学生介绍主要门类的磁性材料，包括原子磁矩和各种磁性、磁性材料和软磁材料，既有已广泛应用的材料，也有已成为科学研究的热点、有望在将来获得重要应用的磁性材料。学生通过本课程的学习能学到磁性材料方面的原理及应用，为将来在该专业领域的工作打下扎实基础。课程的重点、难点：第一章磁学基础知识了解静磁现象的一般概念，熟悉磁矩、磁化强度、磁场强度和磁感应强度；掌握磁化率和磁导率，熟悉退磁场、静磁能等概念；学习材料的磁化知识，了解磁化曲线和磁滞回线；掌握对磁性材料进行分类的方法以及对物质的磁性进行分类。本章重点：磁矩、磁化强度、磁场强度和磁感应强度；磁化率和磁导率。本章难点：磁化曲线和磁滞回线；磁性材料的分类。第二章物质的磁性了解原子磁矩、原子核外电子排布规律，熟悉电子轨道磁矩；掌握抗磁性、顺磁性、铁磁性；了解反铁磁性及亚铁磁性；熟悉几种常见的铁氧体；了解亚铁磁性的奈尔分子场理论。本章重点：原子磁矩、原子核外电子排布规律；电子轨道磁矩；抗磁性、顺磁性、铁磁性。本章难点：反铁磁性及亚铁磁性；几种常见的铁氧体；亚铁磁性的奈尔分子场理论。第三章技术磁化掌握磁性材料中的基本现象；了解磁晶各向异性、磁致伸缩、磁畴结构和磁畴的成因；熟悉畴壁结构、磁畴结构和技术磁化的机制；熟悉可逆畴壁位移磁化过程与不可逆畴壁位移磁化过程以及可逆磁畴转动磁化过程和不可逆磁畴转动磁化过程；了解动态磁化过程、动态磁性参数、以及磁损耗。本章重点：磁晶各向异性、磁致伸缩、磁畴结构和磁畴的成因；畴壁结构、磁畴结构和技术磁化的机制。本章难点：可逆畴壁位移磁化过程与不可逆畴壁位移磁化过程以及可逆磁畴转动磁化过程和不可逆磁畴转动磁化过程；动态磁化过程、动态磁性参数、以及磁损耗。第四章软磁材料掌握衡量软磁材料的重要指标以及提高起始磁导率的途径；了解金属软磁材料、电工纯铁、圭钢、坡莫合金等其他软磁合金；熟悉铁氧体软磁材料、纳米晶软磁材料以及非晶态软磁材料。本章重点：衡量软磁材料的重要指标以及提高起始磁导率的途径。本章难点：金属软磁材料等软磁合金；铁氧体软磁材料、纳米晶软磁材料以及非晶态软磁材料。第五章磁性器件及其应用了解电动机、霍尔器件、话筒等的工作原理；熟悉发电机、拾音器及涡流器件的设计方法；掌握磁分离、磁耦合、磁悬浮及继电器等的理论基础；了解磁性材料在荧光灯电子整流器、汽车和船舶电子打火器、电磁传感器、磁性天线、高频焊接、超声探测器、磁记录仪、隔离器、调制器、移相器、振荡器及滤波器等方面的应用。本章重点：电动机、霍尔器件、话筒等的工作原理；发电机、拾音器及涡流器件的设计方法；磁分离、磁耦合、磁悬浮及继电器等的理论基础。本章难点：磁性材料在电磁传感器、磁性天线、高频焊接、超声探测器、磁记录仪、隔离器、调制器、移相器、振荡器及滤波器等方面的应用。课程教学要求：本课程是电子科学与技术专业基础课程，理论性较强，要求学生具备的物理知识较多，有些内容需要同时增加一些固体物理和统计物理的内容，同时要求学时具备较好的数学微积分知识。在教学方法上，要求学生先预习然后采用课堂讲授，注重学生的知识结构，及时补充课程中涉及到而学生可能没有掌握的知识，采用课堂讲解、讨论相结合的方式，要求学生课后复习并完成作业。(一)预习要求学生在上课前对老师的讲课内容提前预习。预习的目的是大概了解将要讲授的内容，可能会涉及到的一些以前的内容，哪些可能是比较难懂的，提前准备。（二）课堂讲授讲授课程内容，尽量采用多媒体课件形式，同时加入板书。在讲解中注意课程的难点和重点，特别要注意学生的知识结构，涉及到以前学生没有学到或者可能忘记的内容要及时补充。在讲解过程中可以采用提问和课堂讨论的形式，注意提高课堂的气氛和教学效果。在多媒体课件中尽量增加一些图片和图表，使课程内容一目了然。（三）课后复习要求学生课后复习，复习课堂上的讲解内容，同时归纳出课程内容的重点和难点，在此基础上独立完成课后作业。三、实验教学内容及基本要求无四、教学方法与手段在该门课程的教学过程中，从学生未来的职业能力出发，采用启发式教学，提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力，调动学生的学习积极性；讲课要理论联系实际，注重培养学生的创新能力。本课程属于专业技术基础课，在教学中可采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面高质量地完成课程教学任务。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注第一章磁学基础知识83题第二章物质的磁性83题第三章技术磁化83题第四章软磁材料83题第五章磁性器件及其应用83题合计4015题六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法：期末试卷考核与平时成绩相结合。2、成绩评定