磁性材料的典型效应及其应用论文_杨晓峰

磁性材料的典型效应及其应用论文_杨晓峰

烟台正海磁性材料股份有限公司 山东烟台 264006

摘要:今天在生产领域被广泛应用了磁性材料不仅种类繁多并且应用广泛的一种材料。随着科学技术的进步,带动了信息、计算机、光纤技术等多种先进技术的发展,于是例如磁性液体、磁性光子晶体、磁光薄膜、磁光玻璃等多种磁性材料相继出现。此文就是针对磁光材料以及磁性效应进行分析研究。并且列举了磁性材料在实际应用中的表现。

关键词:磁性材料、磁致伸缩效应、法拉第效应、克尔效应、磁热效应、压磁效应

引言

通常来说不同的物体具有不同的磁性,物质都具有反铁磁性和亚铁磁性,根据物质磁性程度不同,其磁性可以依次排序:顺磁性、抗磁性、反铁磁性、铁磁性和亚铁磁性几种磁性。这几类中又分为强磁性物质和弱磁性物质,而我们经常说的磁性材料多为强磁性。再次向材料的分支下又出现磁光效应,俗称磁光学。

一、磁性材料的几种常见效应

1.1 磁力效应

这一效应又包含着磁致伸缩效应和压磁效应。所谓磁致伸缩效应就是磁性材料在一定的条件下晶格间距发生了改变,进而体积和长度在磁化过程中发生了改变。而压磁效应就是在磁致伸缩效应发生过程中的相反作用下产生的,因为磁性材料被施加了压力或拉力,这种物质被称为压磁体。对现如今大多数磁性材料来说,磁致伸缩对物质的形变产生的影响较小,但是由于对磁性材料的深入研究发现了一些非晶体材料或在低温下产生磁致伸缩效应的物质会产生较大的形变。电致伸缩是一种语磁致伸缩效应相类似的效应,他在音箱探测仪、超声波洗涤灭菌和打孔、焊接等方面应用广泛,并且也可以用来制作多种电器,因为这样磁性材料也有磁声效应,磁滞伸缩效应也有另一个作用就是能够用来制作传感器,但是也会受这种效应的影响在工作中会产生噪音。

1.2 磁热效应

磁热效应的产生是由于某些磁性材料在受热加温的情况下,随着温度而产生的一种效应就称为磁热效应。但是如果隔绝磁性材料接触温度的情况下,磁过程会逐渐降低,这就产生了另一种效应被称为磁致冷效应。要想达到绝热的目的,就需要采取磁制冷技术。

1.3 磁光效应

外加磁场对磁场产生作用,使之产生光学各向异性,进而改变材料的光波偏振状态,这就是所谓的磁光效应。拥有这种效应的材料称为磁光材料。研究一束线性光,当他投射到外加磁场的磁性材料当中,投射光与投射面面发生角度的变化,这种变化被称之为法拉第效应。与此相关的还有克尔效应。如果磁性材料的紫光效应特别显著,那么他就会具有法拉第效应和克尔效应。

1.4磁电组效应

在深入研究霍尔效应的时候,在一些具有通电情况的材料进行磁性研究时,会发现这些材料的电阻率会随着不同的磁化程度而变的不同,于是研究者就将此现象称之为磁电阻效应。要想使这种材料的电阻率增大,就要对该材料进行多层膜和颗粒薄材进行仔细研究,因为一般的材料的电阻率无法达到我们所期待的定值。在纳米材料科学上,出现了GMR和TMR两种现象,因为这两种现象的出现,为我国科学研究又提供了很大的研究动力。

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1.5 巴克豪森效应

巴克豪森效应出现在磁性材料在被磁化的过程中,由于物质的不稳定性导致磁畴壁发生位移,这种位移也是不连续性的。巴克豪森效应往往会出现在磁性材料的最边缘位置,这个特点是他支持磁畴壁理论成立的基础。磁畴的移动和磁畴磁矩一起运动,能够产生巴克豪森效应。如今许多科学家对此效应展开了深入的研究,也随之将此应用又用到了军事、工业、科学等领域。

二、磁性效应在实际中的应用

2.1 磁性光子晶体

磁性光子晶体它具有很强的磁光效应,并且因其体积小、满足率较大,所以很受欢迎。由于不同介质的周期排序和人工排列会产生不同,因此它的光局域效应也会不同。出现了磁致旋光―塞曼双顿激光器、磁敏光纤和波导光隔离器等一系列应用。

2.2 磁光开关

利用法拉第效应,研究家们制造出来了磁光开关。利用外加磁场的作用来改变磁光晶体入射面的轨道,使之能够自由切换光路。对磁光晶体的磁化强度进行调节来改变它的旋转方向。块状、光纤性、薄膜性是磁光开关最常见的三种类型。磁光开关能够得到青睐,是由于它的自身特点,例如:磁滞小、节能、运转快、稳定度高、体积小、材料自身柔软度好,使用过程中可以任意改变它的形状。但是任何事物都不可能是完美无缺的,磁光开关也有它的缺点,它在透光率和进一步降低损耗率上有待进一步提高。

2.3 光纤电流传感器

光纤电流传感器的绝缘性十分好,并且对电磁干扰的抵抗力很强,不仅如此,它的体积小、质量轻,很容易与数字信息进行接口。但是它也会因为双折射的问题,降低了传感器的准确性,进而会使工作进行产生阻碍,降低工作效率。所以研究家们都在致力于研究一种能够很好的克服这一技术缺点,来使这一技术达到精益求精的状态。在这一问题上,日本东芝公司和电力公司的技术人员已经研究出了预防该过程中双折射出现的问题,很大程度上提高了他们公司的生产力。可以使用顺磁性玻璃来提高磁光效应。

2.4 磁光调制器

在红外检测器的斩波器、红外辐射高温计上都能利用到磁光调制器,它是通过磁光反射的偏振面来调控光束的。以前制作磁光调制器时是使用磁光玻璃的,后来换成了YIG,因为它对可见光的透明度很高,所以更适合用来制作磁光调制器,它能使这个设备更具有稳定性和准确性。

结束语:磁性材料属于一种高密集科学技术,它当中的磁性效应延伸出了很多效应分支:法拉第效应、磁光效应等。磁性材料当中的压磁材料,磁致伸缩效应把磁能转化成了机械能;压磁效应的转化特点是正好与磁致伸缩效应相反的,它们有各自的转化特点。基于它们的不同特点研究家也会研究出不同功能的机器设备。科学技术在不断进步,在这一方面也会随着科技发展而进一步发展,在以后的发展道路上也会出现各种技术上的问题,所以我国一定要培养一代又一代的科技人才,来为未来可能会出现的问题提供保障。就像现在已经出现纳米科技,对于科学家来说现在它还是一种全新的领域,谁也无法预测它在未来会出现何种技术问题,因此我们要“全副武装”以至于我们可以很好的来应对各种科技问题。在磁性材料上取得巨大进步进而来提高我国的经济效益。

参考文献:

[1]汪志诚,热力学.统计物理[M].北京.高等教育出版社2018:92―95

[2]周培勤,大学物理学,[M].内蒙古:内蒙古大学出版社2018:197―198

[3]田蒔,材料物理性能,[M].北京:北京航空航天大学出版社2018:171―172

论文作者:杨晓峰

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/18

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