磁記錄材料磁性測量第一章磁性參數(shù)的定義_單位制及物理意義.pdf

磁記錄材料磁 性側(cè)量 第一章磁性參數(shù)的定義 單位制及物理意義 中國計量科學研究院楊春梅 磁性參數(shù)的定義 單位制及 物理意義 在磁性測 量 工作中十分重要 過去 磁學量一直使用 高斯制 制 從 不 一 2 式中 徑 向單位長度上的匝數(shù) 1 一螺線管繞組長度 8 7 一繞組內(nèi)半徑 8 7 繞 組最外層半徑 螺線管磁場常數(shù) 通有正弦交流電流的螺線管內(nèi) 磁場強度 峰 值 為 7 萬 二 2 二 一 一 式中 0二 交流電流峰值 電磁鐵產(chǎn)生的磁場 若將長導線均勻而緊密地繞在磁性材料骨架上 那么當導線中有電流通過時 產(chǎn)生的磁場就將磁性材 料磁化 磁化骨 架的端面將產(chǎn)生磁場 由導線繞成的 線圈 稱為勵磁線圈 中心的磁性骨 架稱為磁 扼 電磁鐵的勵磁線圈分為相 同的兩個部分 分別套 在軟磁材料制作的磁扼極軸上 圖 當電流通過 線圈時 在磁極之間產(chǎn)生磁場 若磁扼平均磁路長度 為 7 橫截面為7 相對磁導率為產(chǎn) 7 兩個極軸和極 頭的有效磁路長度為0 7 截面積 為 7 相對磁導率為 聲 則在間隙長度為2 且不考慮漏磁通的情況下 圓柱形極頭的磁場為 7 6 2 己 魚 絲 9 華 9 戶 萬 戶7 0 0 0 0 0 朋 2 4 圖 電磁場 產(chǎn)生的磁場 卜 磁場6的單位 在國際單位制中 6 的單位為安培 米 它與 制的換算關(guān)系為 7 丈 一 磁化 強度胚 定義 7 磁化強度是一個表示物體磁 化 程度和方向的物理量 其值等于單位體積內(nèi)磁矩的矢 量和 墊 式中 獷一一試樣體積 磁矩 卜 物 理 意義和應(yīng)用 磁性介質(zhì)在磁場中磁化 如果磁場的方向和介質(zhì) 取向一致 那么磁化強度的大小就表示磁性介質(zhì)被磁 化的程度 所以 磁化強度只表示磁性介質(zhì)本身的待 性 它與磁場有關(guān) 隨著磁場不斷加大 磁化強度也 不斷增加并趨向一個穩(wěn)定值 當磁場增加 磁化 強度的增加小于 時 稱為磁性介質(zhì)的技術(shù)飽和磁 化狀態(tài) 這時的磁化強度稱為飽和磁化強度 一 般記 作 在飽和狀態(tài)下 磁性介質(zhì)中的磁料粒子的小 磁針幾乎 都按磁場方向排列 當磁場從飽和單調(diào)下降 至零 磁粉粒子的小磁針保持在易軸方向 使磁化強 度保持某個值 這時的磁化強度稱為剩余磁化強度 一般記作 7 磁化強度 的單位 在國際單停制中 的單位為幸多了米 它與 制的換算關(guān)系為 7 0 一 磁感應(yīng)強度 磁通密度 定義 7 一種無散軸向矢量 它在空間 任何一點上都定義了該點磁場 該矢量的值由作用于 一 給定速度的帶電粒子 的力來決定 即力等于電荷量 乘以速度與磁通密度的矢量積 物理 意義和應(yīng)用 磁性介質(zhì)在磁場中均勻磁化 這時磁介質(zhì)內(nèi)部的 磁場有多大 首先在無介質(zhì)時存在外加磁場6 當有 介質(zhì)存在時 介質(zhì)本身有磁化強度 磁介質(zhì)內(nèi)部總 磁 場是它們的總貢獻 磁感應(yīng)強度 就是描述磁介質(zhì) 被磁化時內(nèi)部總磁場特性的參數(shù) 即 二拼 6 9 測量線圈只有緊貼磁介質(zhì)表面時 才能測量到介 質(zhì)內(nèi)部的 值 在磁記錄介質(zhì)測量中 因磁 帶 有 帶 基 故測量線圈不能緊貼磁介質(zhì)表面 而且 由于試 樣截面積較小 外加磁 場6對 的貢獻遠大于試 樣本 身對 總磁場的貢獻 而我們所要知道的恰是試樣本身 的特性 所以 在測量工作中 磁場信號被串聯(lián)反接 的線圈抵消 這樣 6 磁感應(yīng)強度 為 7 卜 式中 林 真空磁導 率 二 2 一 亨利 米 6 磁介質(zhì)磁化到飽和時 的磁感應(yīng)強度稱為飽和磁感 應(yīng)強度 記作 二 從磁介質(zhì)飽和狀態(tài)將外加磁 場沿 飽和磁滯回線單調(diào)減小到零時的磁感應(yīng)強度 為剩余 磁 感應(yīng)強度 通常稱為剩磁 磁 感應(yīng)強度 的單位 在國際單位制中 的單位為特拉斯 與 制的換算關(guān)系為 7 0 一 一 磁通里砂 6 它表征使材料磁 化所需的最低限度的磁 場強 度 一 一 定義 7 磁感 應(yīng)強度的面積分 物理意義和應(yīng)用 磁通量表征垂直通過某一面積的磁 力線的多少 在均勻磁化的試樣中 磁通量等于磁 感應(yīng)強度和與之 相 垂直的截面 的乘積 誘 二 式中 試樣的 截面 積 磁介質(zhì)磁化到飽和時的磁通 量稱為飽和磁通量 砂 二 外加磁場從飽和沿磁滯回線單調(diào)下降至 零時 的 磁通 量 稱為剩余磁通量功 在 一 6儀法測量 中 直接測到的實際上是磁通量值 磁通 量 價的單位 在國際單位制中 價的單位為韋伯 與 制的換算關(guān)系為 7 0 心 6 亨 幾 圖 6 和啟6 的差別 矯頑力6 的 單位 在 國際單位制中 矯頑力6 的單位是安培 米 與 制的換算關(guān)系為 7 0 0 二 幾 一 卜 矯頑 力6 一 比磁化強度 定義 7 單位質(zhì)量的磁矩矢量 和 它與 定義 7 描述磁化狀態(tài)的基本關(guān)系是 產(chǎn) 6 十 它對應(yīng)于 二 和材 的兩種磁化 狀態(tài) 所以有兩 種不同定義的矯頑力 內(nèi)桌矯頑力 萬 從試樣的飽和狀態(tài)單調(diào)地改變磁場 使飽和磁化 強度為零的磁場強度 矯頑力 6 從試樣的飽和狀態(tài)單調(diào)地改變磁場 使飽和磁化 強度為零的磁場強度 兩種嬌頑力的差別 由關(guān)系式 產(chǎn) 6 十 根 據(jù)足義 磁化 強度 二 時 的磁場 強度為內(nèi)察矯 頑力 6 這時 6 二 腳 今 而根據(jù)定義 當磁感應(yīng)強 度 時的麗瘍強度為矯頑力 6 這時 6 匆 令 這兩種矯頑力對應(yīng)不同的磁化狀態(tài) 可 用作圖法直觀地看到它們之間的差別 用對 6 磁滯回線第二象限作圖 圖 由 定義 得 時 一 6 那么 一 6 二 直線與叮 6 曲線的交點就是 二 的狀態(tài) 它對應(yīng)的磁化 強度便是泊6 可見 6 6 在磁記錄材料測 試 中 由于抵消了磁場信號 所用的矯頑力實際上是 磁化強度 的關(guān)系為 7 一 爪 式中 材料密度 在磁粉測量中 為輕敲密 度 物理意義和應(yīng)用 制作磁粉樣品時 必 須將磁粉裝入 所需尺寸的試 管中 輕敲成所需尺寸的 圓柱體 由于各種磁粉的密 度不同 所以用 對 表示和比較各種不同磁 粉 的磁性能 與磁感 應(yīng)強度 和磁化強度 一樣 對應(yīng) 各種磁化 狀態(tài) 當材料飽 和時 與飽和磁化強度的關(guān)系式為 一 乙稱為比飽和磁化強度 材料在剩磁 狀態(tài)時 與剩余磁化強度的關(guān)系式為 7 二 3 為比剩余磁化強度 在 一 6儀法測量中 與磁 通量的關(guān)系為 7 石二盯 砂 1 產(chǎn) 式中 1 一 試樣長度 巾 一 試樣質(zhì)量 比磁 化強度占的單位 在國際單位制中 占的單 位為安培 米 千克 與 制的換算關(guān)系為 7 一 一 矩形比 之比 即 定義 7 剩余磁化強度與飽和磁化強度 半峰寬度與該材料的內(nèi)真矯頑力的比稱為開關(guān)場 分布 即 刀 莊6 6 它描述磁帶回線在矯頑力附近的陡峭程度 一功 功 取向度 8 定義 7 縱向剩磁與橫向剩磁之比 縱 向為介質(zhì)的記錄方向 橫向為垂 直于記錄方向 8 二 1 7 土 物 理意義衣應(yīng)用 磁帶涂布工 藝中有排磁工藝 也就是讓磁帶取 向 取向后磁帶中針狀磁扮按外磁場方向排列 一般 取向方向 即記錄方向 稱作縱向 在這個方向磁化后 測到 的剩磁稱為縱向剩磁 即平時 測量得到 的剩磁 垂直于取向方 向磁化后測到的剩磁稱為橫向剩磁 在 相同磁場下 縱向剩磁大于橫向剩磁 8值越大 磁帶取向越好 所以 8值表征磁帶取向的優(yōu)劣 半峰寬度 6 和開關(guān)場分布 定義 7 在飽和磁滯 回線的 微分曲線 卜 峰值一半的兩點之間寬度 磁場值 稱 為半峰 寬度 6 圖 開關(guān)場分布的意義 上接第 頁 在對 濺射小塊樣品研究的 基礎(chǔ) 上 通過大 量 的實驗工作 在適 當?shù)臑R射條件下我們成功 一 乙 乃 地研制了 冬英寸 英寸 3軟盤 如圖 2 7 2 連 比 略 所示 磁盤靜態(tài)性能測試結(jié)果如下 7 圖 是 射線衍射圖 及 峰 的 回擺曲線圖 射線磁射表明 只有 峰 出現(xiàn) 說 明軟盤具有 結(jié)構(gòu) 且 軸垂直膜 面 圖 表明它的取