磁性材料基础与工程应用
¥88.00定价
作者: 张雪峰主编;赵利忠,李红霞副主编
出版时间:2025-06
出版社:化学工业出版社
- 化学工业出版社
- 9787122473547
- 1版
- 547844
- 16开
- 2025-06
- 544
- 340
- TM271
- 本科
作者简介
目录
第1章 磁学理论
1.1 原子磁性 001
1.1.1 原子的壳层结构及其排布 001
1.1.2 电子轨道磁矩 001
1.1.3 电子自旋磁矩 003
1.1.4 原子磁矩 004
1.2 宏观磁性 005
1.2.1 抗磁性 005
1.2.2 顺磁性 005
1.2.3 铁磁性 005
1.2.4 反铁磁性 006
1.2.5 亚铁磁性 007
1.3 交换作用 007
1.3.1 海森堡交换作用 007
1.3.2 间接交换作用 008
1.3.3 DM相互作用 009
1.4 磁晶各向异性 010
1.5 磁致伸缩 012
1.6 磁畴 012
1.6.1 磁畴结构 013
1.6.2 磁畴观测方法 014
习题 017
参考文献 018
第2章 材料的磁化
2.1 磁化过程 019
2.1.1 磁化机制 019
2.1.2 可逆畴壁位移磁化过程 020
2.1.3 不可逆畴壁位移磁化过程 022
2.1.4 可逆磁畴转动磁化过程 023
2.1.5 不可逆磁畴转动磁化过程 025
2.2 反磁化过程 027
2.2.1 畴壁位移阻碍机制 027
2.2.2 反磁化形核阻碍机制 028
2.2.3 磁畴转动阻碍机制 030
习题 030
参考文献 030
第3章 稀土永磁材料
3.1 稀土永磁材料概述及发展 032
3.2 稀土永磁材料的分类 035
3.2.1 钐钴永磁材料 035
3.2.2 NdFeB永磁材料 038
3.2.3 SmFeN永磁材料 044
3.2.4 ThMn12型永磁材料 046
3.3 稀土永磁材料制备工艺 048
3.3.1 晶界扩散技术 049
3.3.2 双合金技术 050
3.3.3 无压烧结技术 051
3.3.4 晶粒细化技术 051
3.3.5 3D打印技术 052
3.3.6 化学法 054
3.3.7 表面活性剂辅助球磨法 055
3.4 稀土永磁材料的产业与应用 056
3.4.1 全球稀土永磁材料产业近况 056
3.4.2 中国稀土永磁材料产业现状 057
3.4.3 稀土永磁材料应用 058
3.4.4 展望 059
习题 059
参考文献 059
第4章 无稀土永磁材料
4.1 无稀土永磁材料概述及发展 061
4.2 无稀土永磁材料的分类 061
4.2.1 Alnico永磁材料 062
4.2.2 Mn基无稀土永磁材料 068
4.2.3 Fe(Co)基无稀土永磁材料 073
4.2.4 FePt永磁材料 076
4.2.5 FeN永磁材料 077
4.3 无稀土永磁材料应用与发展 080
习题 081
参考文献 082
第5章 永磁铁氧体
5.1 永磁铁氧体化学组成与晶体结构 083
5.1.1 M型六角晶系铁氧体 083
5.1.2 W、X、Y、U、Z型铁氧体的晶体结构与磁结构 085
5.2 永磁铁氧体的基本特性 088
5.3 永磁铁氧体氧化物法制造工艺 090
5.3.1 固相反应 090
5.3.2 永磁铁氧体固相反应过程中的相变 092
5.3.3 永磁铁氧体常用原材料 092
5.3.4 永磁铁氧体预烧料制备 094
5.3.5 永磁铁氧体成型 097
5.3.6 永磁铁氧体的烧结 099
5.4 永磁铁氧体应用 104
5.4.1 永磁式启动电机 104
5.4.2 无刷启动磁电机 104
5.4.3 直流电机永磁转子 105
5.4.4 驱动车窗升降装置用的永磁直流电机 106
5.4.5 中国永磁铁氧体材料的产业现状及存在的问题 107
习题 108
参考文献 108
第6章 软磁铁氧体
6.1 软磁铁氧体化学组成与晶体结构 110
6.1.1 软磁铁氧体的化学组成 110
6.1.2 软磁铁氧体的晶体化学 112
6.1.3 软磁铁氧体的晶体结构 114
6.1.4 软磁铁氧体中金属离子分布规律及影响因素 115
6.1.5 软磁铁氧体微观结构与性能的关系 117
6.2 软磁铁氧体的基本特性 118
6.2.1 软磁铁氧体分类 118
6.2.2 软磁铁氧体的磁导率 119
6.2.3 起始磁导率的影响因素及提高方法 121
6.2.4 软磁铁氧体的频率特性 124
6.2.5 软磁铁氧体的损耗特性 126
6.3 软磁铁氧体制造工艺 128
6.3.1 软磁铁氧体主要原料 128
6.3.2 软磁铁氧体主要成型方法 129
6.3.3 MnZn铁氧体的烧结方法 131
6.3.4 MnZn铁氧体平衡气氛烧结 133
6.3.5 NiCuZn铁氧体的低温烧结 134
6.4 软磁铁氧体产业及应用 135
习题 136
参考文献 137
第7章 金属软磁复合材料
7.1 金属软磁复合材料的发展历史 138
7.1.1 金属软磁材料 138
7.1.2 金属软磁复合材料 139
7.2 金属软磁复合材料的磁性能理论 139
7.2.1 软磁材料性能参数 139
7.2.2 磁化特性 140
7.2.3 损耗理论 140
7.2.4 软磁性能测试 141
7.3 金属软磁复合材料的制备 143
7.3.1 金属软磁粉末的制备 143
7.3.2 成分设计及粒径配比 144
7.3.3 绝缘包覆与添加剂 145
7.3.4 成型与退火工艺 146
7.3.5 结构表征技术 148
7.4 金属软磁复合材料的分类 149
7.4.1 纯铁软磁复合材料 150
7.4.2 铁硅软磁复合材料 150
7.4.3 FeSiAl软磁复合材料 150
7.4.4 高磁通软磁复合材料 150
7.4.5 钼坡莫软磁复合材料 151
7.4.6 非晶纳米晶软磁复合材料 151
7.5 金属软磁复合材料的工程应用 151
习题 151
参考文献 152
第8章 非晶与纳米晶软磁材料
8.1 非晶合金概论 153
8.1.1 非晶合金发展历史 153
8.1.2 非晶合金结构特征 154
8.1.3 非晶合金结构缺陷与弛豫 154
8.1.4 非晶合金结构模型 155
8.2 非晶合金形成热力学与动力学 160
8.2.1 非晶合金的热力学 160
8.2.2 非晶合金的动力学 163
8.2.3 影响非晶形成能力的因素 165
8.2.4 非晶形成判据 166
8.3 非晶纳米晶合金的随机各向异性模型 167
8.3.1 非晶合金的随机各向异性模型 167
8.3.2 纳米晶合金的随机各向异性模型 168
8.4 非晶纳米晶软磁合金的制备与应用 171
8.4.1 非晶合金的制备 171
8.4.2 纳米晶合金的制备 173
8.4.3 非晶态合金的晶化 174
8.4.4 非晶与纳米晶合金的软磁应用 176
8.4.5 非晶纳米晶软磁合金展望 180
习题 181
参考文献 181
第9章 电磁波理论基础
9.1 电磁场基本特性 182
9.1.1 麦克斯韦方程组 182
9.1.2 静态电磁场 184
9.1.3 电磁场的能量 185
9.1.4 电介质的极化 186
9.1.5 磁介质的磁化 186
9.2 平面电磁波 187
9.2.1 理想介质中的平面波 187
9.2.2 电磁波的极化 190
9.2.3 导电媒质中的平面波 192
9.2.4 良导体、良介质与趋肤效应 195
9.2.5 均匀平面波的垂直入射 196
9.2.6 均匀平面波的斜入射 200
9.3 导行电磁波 201
9.3.1 同轴传输线 202
9.3.2 微带线 204
9.3.3 矩形波导 205
9.3.4 圆波导 207
9.3.5 谐振腔 208
9.4 电磁辐射与防护标准 210
9.4.1 电偶极子的辐射 210
9.4.2 磁偶极子的辐射 211
9.4.3 电磁辐射容许值标准 212
9.4.4 电磁防护标准 212
习题 216
参考文献 216
第10章 微波铁氧体
10.1 微波铁氧体化学组成与晶体结构 218
10.2 微波铁氧体基本特性 219
10.2.1 张量磁导率 219
10.2.2 圆极化微波场情况 222
10.2.3 损耗的影响 224
10.2.4 退磁因数 225
10.3 微波铁氧体制造工艺 227
10.4 微波铁氧体应用 229
10.4.1 铁氧体环行器 230
10.4.2 铁氧体隔离器 231
10.4.3 铁氧体移相器 232
10.4.4 铁氧体其他器件 233
习题 235
参考文献 236
第11章 电磁屏蔽材料
11.1 电磁屏蔽类型与原理 237
11.1.1 静电屏蔽 237
11.1.2 交变电场屏蔽 238
11.1.3 磁场屏蔽 239
11.1.4 电磁屏蔽与屏蔽效能 241
11.2 屏蔽体设计理论 243
11.2.1 屏蔽体的选择 243
11.2.2 孔隙对屏蔽效能的影响 244
11.2.3 孔隙泄漏的抑制 247
11.2.4 导线的处理及屏蔽体的接地 248
11.3 磁性屏蔽材料 249
11.3.1 高磁导率铁磁性材料 249
11.3.2 磁性良导体金属材料 250
11.4 电磁屏蔽材料应用 252
11.4.1 环境防护 252
11.4.2 精密仪器 253
11.4.3 通信电缆 253
11.4.4 工程应用 254
习题 255
参考文献 255
第12章 电磁波吸收材料
12.1 电磁波吸收原理 257
12.1.1 散射参数 257
12.1.2 电磁参数 258
12.1.3 介电损耗 259
12.1.4 铁磁损耗 260
12.1.5 阻抗匹配 262
12.1.6 结构效应 263
12.2 吸波体设计理论 263
12.2.1 设计目标 264
12.2.2 传输线理论的应用 264
12.3 磁性吸收材料 266
12.3.1 铁氧体 266
12.3.2 磁性金属 272
12.3.3 稀土金属间化合物 275
12.4 电磁波吸收材料的应用 281
12.4.1 微波暗室 282
12.4.2 军事应用 283
习题 289
参考文献 289
第13章 磁性薄膜材料的物理效应
13.1 磁电耦合效应 291
13.2 电控磁效应 294
13.3 磁性薄膜中的磁弹耦合效应 300
13.4 磁性薄膜中的磁电阻效应 301
13.4.1 正常磁电阻效应 301
13.4.2 各向异性磁电阻效应 301
13.4.3 巨磁电阻效应 302
13.4.4 隧道磁电阻效应 305
13.4.5 庞磁电阻效应 305
习题 306
参考文献 306
第14章 磁性薄膜的制备
14.1 物理气相沉积镀膜 308
14.1.1 热蒸发镀膜 308
14.1.2 溅射镀膜 311
14.1.3 脉冲激光沉积镀膜 313
14.1.4 分子束外延 315
14.2 常见磁性薄膜制备方法 316
14.2.1 铁氧体类 316
14.2.2 钙钛矿类 317
14.2.3 单层金属合金膜 318
14.2.4 金属/氧化物复合薄膜 318
习题 319
参考文献 319
第15章 磁性薄膜的表征和测试
15.1 薄膜厚度的测量 321
15.1.1 X射线反射率(XRR)法 322
15.1.2 精密轮廓扫描法(台阶法) 323
15.1.3 原子力显微镜(AFM)法 323
15.1.4 扫描电镜法 323
15.1.5 等厚干涉法 324
15.1.6 椭圆偏振法 325
15.2 薄膜成分及元素的测量 325
15.3 薄膜形貌的表征 329
15.4 薄膜磁学性质的测量 332
15.4.1 振动样品磁强计 333
15.4.2 交变梯度磁强计 334
15.4.3 超导量子干涉器件磁强计 334
15.4.4 磁光克尔效应测量 335
15.5 薄膜电输运性质的测量 337
习题 339
参考文献 340
1.1 原子磁性 001
1.1.1 原子的壳层结构及其排布 001
1.1.2 电子轨道磁矩 001
1.1.3 电子自旋磁矩 003
1.1.4 原子磁矩 004
1.2 宏观磁性 005
1.2.1 抗磁性 005
1.2.2 顺磁性 005
1.2.3 铁磁性 005
1.2.4 反铁磁性 006
1.2.5 亚铁磁性 007
1.3 交换作用 007
1.3.1 海森堡交换作用 007
1.3.2 间接交换作用 008
1.3.3 DM相互作用 009
1.4 磁晶各向异性 010
1.5 磁致伸缩 012
1.6 磁畴 012
1.6.1 磁畴结构 013
1.6.2 磁畴观测方法 014
习题 017
参考文献 018
第2章 材料的磁化
2.1 磁化过程 019
2.1.1 磁化机制 019
2.1.2 可逆畴壁位移磁化过程 020
2.1.3 不可逆畴壁位移磁化过程 022
2.1.4 可逆磁畴转动磁化过程 023
2.1.5 不可逆磁畴转动磁化过程 025
2.2 反磁化过程 027
2.2.1 畴壁位移阻碍机制 027
2.2.2 反磁化形核阻碍机制 028
2.2.3 磁畴转动阻碍机制 030
习题 030
参考文献 030
第3章 稀土永磁材料
3.1 稀土永磁材料概述及发展 032
3.2 稀土永磁材料的分类 035
3.2.1 钐钴永磁材料 035
3.2.2 NdFeB永磁材料 038
3.2.3 SmFeN永磁材料 044
3.2.4 ThMn12型永磁材料 046
3.3 稀土永磁材料制备工艺 048
3.3.1 晶界扩散技术 049
3.3.2 双合金技术 050
3.3.3 无压烧结技术 051
3.3.4 晶粒细化技术 051
3.3.5 3D打印技术 052
3.3.6 化学法 054
3.3.7 表面活性剂辅助球磨法 055
3.4 稀土永磁材料的产业与应用 056
3.4.1 全球稀土永磁材料产业近况 056
3.4.2 中国稀土永磁材料产业现状 057
3.4.3 稀土永磁材料应用 058
3.4.4 展望 059
习题 059
参考文献 059
第4章 无稀土永磁材料
4.1 无稀土永磁材料概述及发展 061
4.2 无稀土永磁材料的分类 061
4.2.1 Alnico永磁材料 062
4.2.2 Mn基无稀土永磁材料 068
4.2.3 Fe(Co)基无稀土永磁材料 073
4.2.4 FePt永磁材料 076
4.2.5 FeN永磁材料 077
4.3 无稀土永磁材料应用与发展 080
习题 081
参考文献 082
第5章 永磁铁氧体
5.1 永磁铁氧体化学组成与晶体结构 083
5.1.1 M型六角晶系铁氧体 083
5.1.2 W、X、Y、U、Z型铁氧体的晶体结构与磁结构 085
5.2 永磁铁氧体的基本特性 088
5.3 永磁铁氧体氧化物法制造工艺 090
5.3.1 固相反应 090
5.3.2 永磁铁氧体固相反应过程中的相变 092
5.3.3 永磁铁氧体常用原材料 092
5.3.4 永磁铁氧体预烧料制备 094
5.3.5 永磁铁氧体成型 097
5.3.6 永磁铁氧体的烧结 099
5.4 永磁铁氧体应用 104
5.4.1 永磁式启动电机 104
5.4.2 无刷启动磁电机 104
5.4.3 直流电机永磁转子 105
5.4.4 驱动车窗升降装置用的永磁直流电机 106
5.4.5 中国永磁铁氧体材料的产业现状及存在的问题 107
习题 108
参考文献 108
第6章 软磁铁氧体
6.1 软磁铁氧体化学组成与晶体结构 110
6.1.1 软磁铁氧体的化学组成 110
6.1.2 软磁铁氧体的晶体化学 112
6.1.3 软磁铁氧体的晶体结构 114
6.1.4 软磁铁氧体中金属离子分布规律及影响因素 115
6.1.5 软磁铁氧体微观结构与性能的关系 117
6.2 软磁铁氧体的基本特性 118
6.2.1 软磁铁氧体分类 118
6.2.2 软磁铁氧体的磁导率 119
6.2.3 起始磁导率的影响因素及提高方法 121
6.2.4 软磁铁氧体的频率特性 124
6.2.5 软磁铁氧体的损耗特性 126
6.3 软磁铁氧体制造工艺 128
6.3.1 软磁铁氧体主要原料 128
6.3.2 软磁铁氧体主要成型方法 129
6.3.3 MnZn铁氧体的烧结方法 131
6.3.4 MnZn铁氧体平衡气氛烧结 133
6.3.5 NiCuZn铁氧体的低温烧结 134
6.4 软磁铁氧体产业及应用 135
习题 136
参考文献 137
第7章 金属软磁复合材料
7.1 金属软磁复合材料的发展历史 138
7.1.1 金属软磁材料 138
7.1.2 金属软磁复合材料 139
7.2 金属软磁复合材料的磁性能理论 139
7.2.1 软磁材料性能参数 139
7.2.2 磁化特性 140
7.2.3 损耗理论 140
7.2.4 软磁性能测试 141
7.3 金属软磁复合材料的制备 143
7.3.1 金属软磁粉末的制备 143
7.3.2 成分设计及粒径配比 144
7.3.3 绝缘包覆与添加剂 145
7.3.4 成型与退火工艺 146
7.3.5 结构表征技术 148
7.4 金属软磁复合材料的分类 149
7.4.1 纯铁软磁复合材料 150
7.4.2 铁硅软磁复合材料 150
7.4.3 FeSiAl软磁复合材料 150
7.4.4 高磁通软磁复合材料 150
7.4.5 钼坡莫软磁复合材料 151
7.4.6 非晶纳米晶软磁复合材料 151
7.5 金属软磁复合材料的工程应用 151
习题 151
参考文献 152
第8章 非晶与纳米晶软磁材料
8.1 非晶合金概论 153
8.1.1 非晶合金发展历史 153
8.1.2 非晶合金结构特征 154
8.1.3 非晶合金结构缺陷与弛豫 154
8.1.4 非晶合金结构模型 155
8.2 非晶合金形成热力学与动力学 160
8.2.1 非晶合金的热力学 160
8.2.2 非晶合金的动力学 163
8.2.3 影响非晶形成能力的因素 165
8.2.4 非晶形成判据 166
8.3 非晶纳米晶合金的随机各向异性模型 167
8.3.1 非晶合金的随机各向异性模型 167
8.3.2 纳米晶合金的随机各向异性模型 168
8.4 非晶纳米晶软磁合金的制备与应用 171
8.4.1 非晶合金的制备 171
8.4.2 纳米晶合金的制备 173
8.4.3 非晶态合金的晶化 174
8.4.4 非晶与纳米晶合金的软磁应用 176
8.4.5 非晶纳米晶软磁合金展望 180
习题 181
参考文献 181
第9章 电磁波理论基础
9.1 电磁场基本特性 182
9.1.1 麦克斯韦方程组 182
9.1.2 静态电磁场 184
9.1.3 电磁场的能量 185
9.1.4 电介质的极化 186
9.1.5 磁介质的磁化 186
9.2 平面电磁波 187
9.2.1 理想介质中的平面波 187
9.2.2 电磁波的极化 190
9.2.3 导电媒质中的平面波 192
9.2.4 良导体、良介质与趋肤效应 195
9.2.5 均匀平面波的垂直入射 196
9.2.6 均匀平面波的斜入射 200
9.3 导行电磁波 201
9.3.1 同轴传输线 202
9.3.2 微带线 204
9.3.3 矩形波导 205
9.3.4 圆波导 207
9.3.5 谐振腔 208
9.4 电磁辐射与防护标准 210
9.4.1 电偶极子的辐射 210
9.4.2 磁偶极子的辐射 211
9.4.3 电磁辐射容许值标准 212
9.4.4 电磁防护标准 212
习题 216
参考文献 216
第10章 微波铁氧体
10.1 微波铁氧体化学组成与晶体结构 218
10.2 微波铁氧体基本特性 219
10.2.1 张量磁导率 219
10.2.2 圆极化微波场情况 222
10.2.3 损耗的影响 224
10.2.4 退磁因数 225
10.3 微波铁氧体制造工艺 227
10.4 微波铁氧体应用 229
10.4.1 铁氧体环行器 230
10.4.2 铁氧体隔离器 231
10.4.3 铁氧体移相器 232
10.4.4 铁氧体其他器件 233
习题 235
参考文献 236
第11章 电磁屏蔽材料
11.1 电磁屏蔽类型与原理 237
11.1.1 静电屏蔽 237
11.1.2 交变电场屏蔽 238
11.1.3 磁场屏蔽 239
11.1.4 电磁屏蔽与屏蔽效能 241
11.2 屏蔽体设计理论 243
11.2.1 屏蔽体的选择 243
11.2.2 孔隙对屏蔽效能的影响 244
11.2.3 孔隙泄漏的抑制 247
11.2.4 导线的处理及屏蔽体的接地 248
11.3 磁性屏蔽材料 249
11.3.1 高磁导率铁磁性材料 249
11.3.2 磁性良导体金属材料 250
11.4 电磁屏蔽材料应用 252
11.4.1 环境防护 252
11.4.2 精密仪器 253
11.4.3 通信电缆 253
11.4.4 工程应用 254
习题 255
参考文献 255
第12章 电磁波吸收材料
12.1 电磁波吸收原理 257
12.1.1 散射参数 257
12.1.2 电磁参数 258
12.1.3 介电损耗 259
12.1.4 铁磁损耗 260
12.1.5 阻抗匹配 262
12.1.6 结构效应 263
12.2 吸波体设计理论 263
12.2.1 设计目标 264
12.2.2 传输线理论的应用 264
12.3 磁性吸收材料 266
12.3.1 铁氧体 266
12.3.2 磁性金属 272
12.3.3 稀土金属间化合物 275
12.4 电磁波吸收材料的应用 281
12.4.1 微波暗室 282
12.4.2 军事应用 283
习题 289
参考文献 289
第13章 磁性薄膜材料的物理效应
13.1 磁电耦合效应 291
13.2 电控磁效应 294
13.3 磁性薄膜中的磁弹耦合效应 300
13.4 磁性薄膜中的磁电阻效应 301
13.4.1 正常磁电阻效应 301
13.4.2 各向异性磁电阻效应 301
13.4.3 巨磁电阻效应 302
13.4.4 隧道磁电阻效应 305
13.4.5 庞磁电阻效应 305
习题 306
参考文献 306
第14章 磁性薄膜的制备
14.1 物理气相沉积镀膜 308
14.1.1 热蒸发镀膜 308
14.1.2 溅射镀膜 311
14.1.3 脉冲激光沉积镀膜 313
14.1.4 分子束外延 315
14.2 常见磁性薄膜制备方法 316
14.2.1 铁氧体类 316
14.2.2 钙钛矿类 317
14.2.3 单层金属合金膜 318
14.2.4 金属/氧化物复合薄膜 318
习题 319
参考文献 319
第15章 磁性薄膜的表征和测试
15.1 薄膜厚度的测量 321
15.1.1 X射线反射率(XRR)法 322
15.1.2 精密轮廓扫描法(台阶法) 323
15.1.3 原子力显微镜(AFM)法 323
15.1.4 扫描电镜法 323
15.1.5 等厚干涉法 324
15.1.6 椭圆偏振法 325
15.2 薄膜成分及元素的测量 325
15.3 薄膜形貌的表征 329
15.4 薄膜磁学性质的测量 332
15.4.1 振动样品磁强计 333
15.4.2 交变梯度磁强计 334
15.4.3 超导量子干涉器件磁强计 334
15.4.4 磁光克尔效应测量 335
15.5 薄膜电输运性质的测量 337
习题 339
参考文献 340