GB T 9637-1988 磁学基本术语和定义.pdf
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1、中华人民共和国国家标准磁学基本术语和定义Basic terms and definitions relatlng to magnetism GB 9637-88 IEC 50 本标准规定了应用磁学领域内基础理论及技术方面的一些基本的、常用的术语及定义性的解释。适用于磁性元器件及材料的生产、使用、科研和教学等领域作为统一技术用语的依据。本标准等同国际电工委员会(lEC)50(901)号标准。1-般术语1. 1场field一种物质现象的空间分布,其特性可用标量或矢量加以确定。1.2 磁场magnetic field 是一种场,其特性可用在场内运动着的带电粒子上所受的力来确定,这种力是来源于粒子的运
2、动及其所带电荷。1.3 磁通密度B;磁感应强度magnetic flux density B;magnetic induction 是一种无散轴矢量,空间任意一点上磁场的大小和方向由该点的这一矢量决定,即在该点上以某一速度运动的电荷所受到的力F等于电量Q乘以速度v与磁通密度的矢量积FQi亏x1.4 磁通量1magnetic f1ux骨磁通密度的面积分。1.5 磁偶极子magnetic dipole 1. 5. 1 是一个可以用无限小的电流回路来代表的磁体。1.5.2 在距离远大于其尺寸的所有点上所产生的磁场可以用一个平面电流回路来代替的磁体.注z磁体可以是任何电流回路,带电橙子的轨道运动或自旋
3、运动,或它们的任意组合,例如一个磁化的物体。1.6磁面积)矩mmagnetic (area) moment m 表征磁偶极子磁性强弱与方向的一个轴矢量,其值等于和磁偶极子等效的平面回路的电流与回路面积的乘积。其方向垂直于回路的平面,并且从这个方向观察时电流是顺时针的。m =iA 注z对于非平面电路,可将回路面积投影在坐标平面上,从而可以得到l与这些投影面相对应的磁矩分量,这些分量的矢量和就是总磁矩。任意一个由宏观电流回路和磁性材料组成的系统的磁矩,例如一个铁心螺线管的幡矩,是宏观电流回路所产生的磁矩与磁性材料内由带电粒于的轨道运动或自旋所形成的原于磁矩的矢量和.永磁体的磁矩则完全由原子磁矩产生
4、a置于磁场中的电流回路所受到的转矩等于这个回路的磁面积矩和该磁场的磁通密度的矢积。T=石XB1.7磁化强度Mmagnetization M 是一个和材料的体积相联系的矢量,它等于体积内的总磁矩与该体积的比值。中华人民共和国电子工业部1987-11-09批准1989-02-01实施GB 9637-88 . 2:及 V 注z如果对整个物体的体积求和,就可得到整个物体的磁化强度,物体内的磁化强度一般是各处不同的,因此在任何位置上的磁化强度可以通过对该处的一个小体积求和而得.1.8 饱和磁化强度M.saturation magnetization M. 在给定温度下材料所能达到的磁化强度最大值。1.9
5、 比磁化强度specific magnetization 磁化强度与材料密度之比值。1.10 磁场强度Hmagnetic field strength H 是与磁场中任意点的磁通密度相联系的一个轴矢量。VXHJ+苦VH-V.M 式中3是电流密度,l5是电通量密度或电位移两者都用于VXH的同一点上)。注a在没有位移电流时,上面的表达式变为H. d; i M EZ H 为度流强电场总磁酬Hm咆毗E的分RM 纯为于度等恤中磁式在 1. 11 磁性常数向magneticconstant阳。其值等于4X10-Hjm的一个常数,是真空中磁通密度B与磁场强度H的比值,又称真空磁导率.1.12 磁偶极短jma
6、gnetic dipole moment j 磁性常数和磁(面积)矩的乘积。1.13磁极化强度Jmagnetic polarization J 是一个和材料的体积相联系的矢量,它等于该体积内的总磁偶极矩与该体积之比。32 V 注.J亘一oH向政1.14 磁动势磁通势)F m magnetomotive force F m 磁场强度沿一闭合曲线的线积分。Fm=42d; 1.15 磁阻Rmreluctance Rm 磁动势与对应的磁通量之比。Rm =号1. 16磁导Apermeance A 磁阻的倒数。Ai m GB 9637-88 1.17 磁化率Xmagnetic susceptibility
7、 X 一个与磁场强度相乘后等于磁化强度的量。M=XH 1.18绝对磁导率absolutepermeability 一个和磁场强度相乘后等于磁通密度的量。1.19 磁阻率1/rluctivity1/ 磁导率的倒数。B=pH 注.磁阻率可以用后面所述的任何一种磁导率来决定.1.20 磁畴domain磁性材料内具有自发磁化的微小区域,在该区域内自发磁化在大小和方向上都是均匀的。1.21 居里点,居里温度Curie poi时;Curietemperature 指强磁性与顺磁性之间的转变温度,当低于此温度时材料是强磁性的,而高于此温度时是顺磁性的。注:磁状态的转变并不是很突然的,所以根据上述定义实际上并
8、不能给出一个确切的温度值.为要获得一个更确切的数值,建议把比饱和磁化,强度的平方CBPcr.J与温度成函数关系的曲线外推3日Ua=O,外推线与温度轴相交的点就可取作居里点.1. 22 奈耳点$奈耳温度Nel point; Nel temperature 指反铁磁性与顺磁性之间的转变温度,低于此温度时材料是反铁磁性的,而高于此温度时则是顺磁性的。1.23磁致伸缩magnetostnctlOn 是指磁性材料或磁性体由于磁化状态的改变引起的弹性形变现象。注E广义的磁致伸缩还包括弹性形变而引起的磁性变化.1.24 抗磁性diamagnetism 在外磁场作用下,原子系统获得或倾向于获得与磁场方向相反的
9、磁矩的现象。1.25 抗磁性材料diamagnetic material 指主要磁现象为抗磁性的材料。注:在外磁场作用下,这种材料的原于系统会获得与磁场方向相反的微弱磁矩,故其磁化率甚小且为负.1.26顺磁性paramagnetism 原子系统的固有磁矩受热骚动影响,在无外磁场时,这些磁矩的取向是无规则的。当加上外磁场时,这些磁矩按磁场方向或倾向于按磁场方向排列得稍为整齐一些,从而沿外磁场方向具有微弱磁矩的现象。1.27 顺磁性材料paramagnetic material 指主要磁现象为顺磁性的材料。注g在外磁场作用下磁短倾向于有序排列.这种有序排列会受到热骚动的破坏.但还会保存一定的合磁矩
10、,所以这种材料就会具有辙弱的正磁化率.磁化率与温度的依从关革一般服从居里定律或居里外斯定律.1.28铁磁性ferromagnetism 由于近邻原子的相互作用,原子磁矩近似地沿相同方向排齐的现象。1.29铁磁性材料ferromagnetic material 指主要磁现象为铁磁性的材料。注2原于或离子的磁矩在某一区域(磁畴)内即使在没有外磁场时也是近似地按相同方向排齐,这种排齐的程度是随温度的增加而减弱的.当加上磁场后,所有磁畴的合磁矩就倾向于一致取向,所以这种材料可显示出具有很大磁导率的特性。1.30 反铁磁性antiferromagnetism GB 9637-88 在无外磁场时,相同的近
11、邻原子或离子因相互作用,其磁矩反平行地排列,使合磁矩为零的现象。1.31 反铁磁性材料antiferromagnetic material 指主要磁现象为反铁磁性的材料。注z在无外磁场时,相同的近邻原子或离子的合磁矩为零。当加上磁场后磁矩倾向于沿磁场方向排列,使材料显示出小的正磁化率.该磁化率与温度有关并在奈耳点有最大值.铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性材料统称为磁有序(性)材料,简称序磁材料-1.32 亚铁磁性ferrimagnetism 在无外磁场作用时,近邻原子或离子因相互作用使磁矩处于部分抵消的排列状态,因而具有合磁矩的现象。1.33 亚铁磁性材料ferrimagnetic material
12、 指主要磁现象为亚铁磁性的材料。注z原于或离子的磁矩在某一区域(磁畸内,即使在无外磁场时仍保持部分抵消的排列状态,故具有合磁矩.当加上磁场后,各磁畴的合磁短就倾向于沿磁场方向排列,材料可显示出较大的磁导率.该磁导率与温度有关。铁磁性材料与亚铁磁性材料统称为强磁性材料,简称磁性材料.1.34 磁各向异性magnetIc amsotropy 相对于物体中一个给定的参考系,在不同方向上物体具有不同磁性的现象。1.35 感生磁各向异性induced magnetic anisotropy 由外部原因所引起的一种永久性或暂时性的磁各向异性圄1.36 磁各向异性材料magnetically anisotr
13、opy substance 一种具有磁各向异性的材料。1.37 磁各向同性材料magnetically isotropy substance 一种没有显著磁各向异性的材料。1.38 磁织构inagnetic texture 多晶磁性材料中一种产生磁各向异性的结构有序排列。.39 晶粒取向材料grain-oriented material 一种由晶粒的完全或部分取向而形成的磁织构材料。1.40永(软)磁材料magnetically hard (soft)material 一种具有高(低)矫顽力的磁性材料。注:有永磁和软磁材料之间很难决定出一个明确的矫顽力分界值,其值常在1至10kA/m区间内。某
14、些用于电工领域的软磁铁含金例如硅钢片通称为电工钢,1.41 铁氧体ferrte 一般是氧化铁和铁族或稀土族氧化物为主要组分的复合氧化物,这类材料大多数具有亚铁磁性。2 磁化状态2. 1 磁滞magnetic hysteresis 磁通密度(磁化强度)随磁场强度的变化而发生的不可逆变化,与变化速度无关。2.2 磁中性状态neutral state 磁性材料或磁性体的合磁通密度和磁场强度在大于磁畸尺寸的区域内均等于零的一种状态。2.3 磁中性化to neutralize 使磁性体恢复到磁中性状态的过程。2.4 动态磁中性状态dynamically neutralized state 使交变场或交替
15、反转的场的峰值从对应于饱和的某磁场值减小到零而获得的一种中性状态。2.5 静态磁中性状态statically neutralized state GB 9637-88 是由一个外磁场得到的一种磁中性状态,这个外磁场将磁通密度置于这样一个位置上,即当这个磁场去掉后磁通密度就变为零。2.6 热致磁中性状态$初始状态thermally neutralized virgin state 在没有任何外磁场的情况下,降低材料的温度使之通过居里点而得到的一种磁中性状态。2.7 循环磁状态cyclic magnetic condition 磁性体受到某一正反方向磁场的反复磁化,达到磁滞回线与循环次数无关的磁状
16、态。2.8 无磁滞状态anhysteretic state 是在静磁场上叠加上一个交变磁场后而获得的种状态,交变磁场的振幅应当是开始时能使材和达到饱和然后逐渐下降到零。2.9 磁化曲线magnetization curve 磁通密度,磁极化强度,或磁化强度随磁场强度的变化而变化的一条曲线。注:当需要说明磁通密度,磁极化强度和磁化强度各曲线之间的区别时可使用下列术语zBH曲线JH曲线MH曲线2. 10 静态磁化曲线statlc magnet地atloncurve 是在磁场强度的变化速率慢到不影响曲线形状时所得到的磁化曲线。2.11 动态磁化曲线dynamic magnetization curv
17、e 是在磁场强度的变化速率高到足以影响曲线形状时所得到的磁化曲线。2.12 起始磁化曲线initial magnetization curve 处于热磁中性状态的材料,受到强度从零起单调增加的磁场作用而得到的磁化曲线.2. 13 C臼BHJCJHJCMHJ磁滞回线h忡ys目te盯re臼Sl阳sC臼B显示磁滞现象的闭合磁化曲线注E由磁滞的定义可知,磁滞回线是由静态磁化曲线形成的。但是,它也可以不严密地用来说明由动态磁化曲线形成的回线,虽然这条回线一般还将决定于除磁滞以外的其他过程。术语BHCJH)MH)回线也可用于说明动态情况.2.14 静态BHCJHJCMHJ回线static BHCJHJ C
18、MHJloop 是在磁场强度的变化速率慢到不影响磁化曲线形状的情况下获得的磁滞回线。2.15 动态BHCJHJCMHJ回线dynamic BHCJHJ CMHJloop 是在磁场强度的变化率高到足以影响磁化曲线形状的情况下获得的BHC.JHJCMHJ回钱。2.16 正常CBHJC.JHJCMHJ磁滞回线normal hysteresis CBHJCJHJCM-HJloop 磁性材料处于循环磁化状态时得到的相对于坐标原点是对称的CB-HJCJ-HJCM-HJ磁滞回线。2. 17 增量CB-HJCJ-HJ CM-HJ磁滞回线incremental hysteresis CB-HJ CJ -HJ C
19、M-HJloop 磁性材料在共线静态磁场下获得的非对称CB-HJCJ-HJCMHJ磁滞回线。2.18 正常磁化曲线;基本磁化曲线,换向曲线normal magnetization curve; basic magnetization curve; commutatlOn curve 正常磁滞回线顶点的轨迹。2.19 无磁滞曲线anhysteresis curve 曲线上每点都处于无磁滞状态的磁化曲线回2.20 磁饱和saturatlon 磁性材料受到足够强的外磁场作用,磁极化强度或磁化强度基本上不再随外磁场增加的状态.2.2刽1饱和咀B-HJCJ当磁场强度的最大值能使材料磁化到饱和时的正常臼B
20、-HJCJ-HJCMHJ囚GB 963788 2.22 矫顽场强度coercive field strength 磁通密度(磁极化强度或磁化强度为零时的磁场强度。注g在用图表示的情况下,这个值对应于磁通密度磁极化强度或磁化强度)的磁化曲线与H轴之交点.娇顽场强度与静态或动态的磁化过程有关,当没有规定时.则是指静态磁化过程2.23 矫顽力HCBlHc,JCHcMJcoercivity H.四CHc,JCHcMJ对应于动态饱和磁滞回线的矫顽场强度回2.24 循环矫顽力H因CHcJJCH制)cyclic coercivity H由CHc,J CH CMJ 对应于动态饱和磁滞回线的娇顽场强度回2.25
21、剩余磁通密度(剩余磁感应强度兴剩余磁极化强度)(剩余磁化强度)remanentflux density (remanent magnetic induction) (remanent magnetic polarization) (remanent magnetization) 外磁场强度(包括自退磁场强度)为零时的磁通密度(磁感应强度,磁极化强度或磁化强度)值。注s在此情况下剩余磁通密度等于剩余磁极化强度并且也等于磁性常被乘以剩余磁化强度。若用图表示,这就是磁化曲线与B(J或M)轴的交点.2.26 顽磁Brremanence Br 对应于静态饱和磁滞回线上的剩余磁通密度值。2.27玻尔磁子B
22、ohr magneton 其值等于电子自旋磁矩的一个常数,即(927408士0.00004)XIO-J!T(焦耳/特斯拉。2.28 自发磁化spontaneous magnetization 在一个磁畴内,原子磁矩在没有外加磁场的情况下有规则地排列起来而达到的磁化。2.29 磁退火magne_tic anneal 为了获得所希望的磁织构而将磁性材料在外磁场中进行的一种热处理。2.30 磁正常状态化magnetic conditioning 是对磁性材料或磁心作一种去掉其磁经历和得到能再现的磁状态的处理。2.31 畴璧domain wall 相邻磁瞬之间的一个过疲区域,在其中原子磁矩从一个磁畴的
23、方向逐步转变到相邻磁畴的方向。注s过踱区域的厚度就称为畴壁厚度。2.32 布洛赫壁Bloch wall 畴壁中磁矩在任何点上的取向大体上是平行于畴壁平面的类磁畴。2.33 奈耳壁Nel wall 畴壁中磁矩的取向大体上是处在与畴壁平面相垂直的平面内的一类畴壁。撞.奈耳壁通常仅在厚度小于某!临界厚度的磁性薄膜中才形成,在较厚的博膜中和大块的材料中,从能量上看则更有利于形成布洛赫壁.2.34 巴克好生效应;巴克好生跳跃Barkhausan effect;Barkhausan jumps 当外磁场强度连续改变时,磁性物质中发生磁通密度不连续变化的现象。注s在电路中,巴克好生效应将会产生一种喋声(称作
24、巴克好生噪声2.35 磁变异性magnetic varability 材料或磁路的磁特性随时间或运用条件所产生的变化。2.36 温度系数temperaturecoefficient a 由于温度的改变而引起被测量的相对变化与温度变化之比.例如,磁导率的温度系数为g有效磁导率的温度系数为:a 向一时一一冉ef(8- ()ref) (f兔),- (/4) 一-) 阿(/4 )时.,(0一0民宦m时.,GB 9637-88 电感的温度系数为zL,一daL = Lre万丁瓦百余类推之。上式中闽、(/4),和L,分别是8温度上的磁导率、有效磁导率和电感;Pref(民)ref和Lref是比温度上的磁导率、
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