磁性材料退磁場(chǎng)理論的研究.pdf

1、磁性材料是功能材料的重要分支，磁性材料的應(yīng)用非常廣泛。對(duì)于磁性材料無(wú)論是自發(fā)磁化還是技術(shù)磁化，磁疇理論為磁性材料的磁化機(jī)理提供了理論依據(jù)，磁疇的形成是碰疇理論的重要研究領(lǐng)域。減小退磁能，這是磁疇形成的主要原因，可見(jiàn)，退磁場(chǎng)和它形成的退磁能在磁疇的形成過(guò)程中有著不可替代的作用。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，磁性材料在外磁場(chǎng)中磁化時(shí)所產(chǎn)生的退磁場(chǎng)直接影響著材料的一系列性能。
　　 本文首先介紹了材料磁性的微觀起因以及磁性材料的分類(lèi)，并對(duì)鐵磁性

2、材料的自發(fā)磁化理論和技術(shù)磁化理論以及鐵碰體中的基本磁現(xiàn)象作了詳細(xì)的闡述。當(dāng)磁性體被磁化后在其表面或內(nèi)部不均勻處將產(chǎn)生磁荷，這種面磁荷或體磁荷在磁性體內(nèi)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)稱為退磁場(chǎng)。由退磁場(chǎng)而引起的退磁能的作用不利于均勻磁化，而有利于形成磁疇。如果沒(méi)有交換作用能和磁晶各向異性能的制約，磁疇的分裂會(huì)無(wú)限制地繼續(xù)。所以，磁性體內(nèi)部的各種能量對(duì)磁疇的尺寸分布和疇壁的形狀起著決定作用。從另一觀點(diǎn)看，交換作用能只控制微觀性質(zhì)，譬如疇壁內(nèi)部。而退磁能通常決

3、定著整個(gè)晶體中磁化強(qiáng)度的分布圖像，為此就必須討論退磁場(chǎng)。一般情況下是從磁偶極子之間的經(jīng)典相互作用解出退磁場(chǎng)，也可以從麥克斯韋方程組解出退磁場(chǎng)。
　　 任意形狀的磁介質(zhì)，在外磁場(chǎng)中磁化時(shí)的退磁場(chǎng)很難解。本文給出了圓柱磁介質(zhì)和橢球磁介質(zhì)的退磁場(chǎng)和退磁因子的解析解。通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值分析得出以下結(jié)果：
　　 1.對(duì)有限長(zhǎng)圓柱形均勻磁介質(zhì)在軸向均勻磁化時(shí)，給出了任意一點(diǎn)的退磁場(chǎng)和退磁因子的表達(dá)式。井分析了各種形狀的圓柱形均勻磁介

4、質(zhì)內(nèi)部軸向退磁因子的分布和內(nèi)部橫向退磁因子的分布。
　　 2.本文采用橢球坐標(biāo)系，對(duì)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中均勻橢球磁介質(zhì)的碰標(biāo)勢(shì)，求出了解析解，從而獲得了橢球磁介質(zhì)內(nèi)退磁場(chǎng)和退磁因子的數(shù)學(xué)表達(dá)式，通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值分析得出以下主要結(jié)果：
　　 (1)橢球磁介質(zhì)內(nèi)的退磁場(chǎng)是均勻的。退磁場(chǎng)的方向與磁化場(chǎng)的方向既不完全相同，也不完全相反，其夾角與磁化場(chǎng)的方向以及橢球體的半長(zhǎng)軸的大小都有關(guān)系，還與磁介質(zhì)是抗磁體、順磁體還是鐵磁體也有關(guān)系，