智能磁性材料

形状记忆智能磁性材料也还有铁-铂(Fe-Pt)系、铁-镍(Fe-Ni)系、镍-铝(Ni-Al)系等合金系统。

当代科学技术的进一步发展，使得具有类似人的智能的新型的包括磁性材料在内的智能材料在科学研究中出现，并在高新技术等许多方面得到应用。就在具有强磁性或含有强磁性元 素的智能磁性材料中，就研究出具有形状记忆智能的磁智能材料，并得到或将得到重要的应用。例如，利用镍-钛(Ni-Ti)系形状记忆智能磁性材料研制试验了宇宙飞船的无线电通信天线。首先前Ni-Ti合金丝加热到65℃高温，使其转变为奥氏体物相，然后将合金丝冷却，冷却到65℃以下合金丝转变为新的物相马氏体。在室温下将马氏体合金丝切成许多小段，再把这些合金丝弯成天线形状，并将天线中各小段相互交叉处焊接固定，然后把这天线压成小团，使天线的线度减小到十分之一，以便于宇宙飞船携带。当需要使用天线时，只需把这天线小团加热到77℃，使马氏体完全转变为奥氏体，天线便会自动张开，完全恢复天线原来的大小和形状。从这个例子可以看出形状记忆智能磁性材料的重要应用。此外，形状记忆智能磁性材料还可应用于飞机的输液管道密封接头，多种电子装置和卫星闭锁装置，医学上人工肢体关节接合器和骨骼折断部分接合器等。

具有铁磁性质的材料有以下一些 特点：

①即使没有外磁场，在材料内部 各个小区域 （磁畴） 内仍存在永久磁 矩。但未经磁化的磁性材料在没有外 磁场时各磁畴的磁矩方向是任意分布 的，其矢量和为零，故材料整体并无磁 性。

②容易磁化。这是因为在外磁场作 用下各磁畴的磁矩方向力图转到磁场 方向，因而可得到很大的磁感应强度 B。按公式B=μ_rB₀（B₀是在真空中的 磁感应强度），磁性材料的相对导磁率 μ_r是很大的。实际上磁性材料的μ_r达 到10～10，而非磁性材料的μ_r≈1。

③存在着磁饱和现象，即B随H增大 而增大，但增大到一定值B_s后，就不 再随H而增加。B_S就是该磁性材料 的饱和磁感应强度。出现饱和现象的 原因是因为H达到一定值后所有磁 畴的磁矩都转到磁场方向。由于这个 原因，B和H便不成线性关系，因而 导磁率也不是常数，而是和磁场强度有关。

④存在磁滞现象。即磁感应强度 的变化滞后于磁场的变化。 2100433B

关于铁氧体材料的铁磁性来源，它不是像一般金属磁性材料的磁性是由相邻磁性原子之间直接电子自旋的交换作用所形成的，而是两个磁性离子间的距离比较远，并且中间夹着氧离子，事实上形成铁磁性的电子自旋问的交换作用，是由于氧离子的存在而形成的。这种类型的交换作用，在铁磁学理论中称之为超交换作用。由于超交换的作用，使氧离子两旁磁性离子的磁矩呈反方向排列，许多金属氧化物的反铁磁性，即是由此而来。如果反方向排列的磁矩不相等，有剩余磁矩表现出来，那么这种磁性称为亚铁磁性，或称铁氧体磁性。由于铁氧体材料中氧离子与磁性离子之间的相对位置有很多，彼此之问均有或多或少的超交换作用存在。研究表明，氧离子与金属离子间距离较近，而且磁性离子与氧离子间的夹角成180°左右时，超交换作用最强。铁氧体中磁性离子的排列方向，主要根据这最强超交换作用，因此铁氧体材料的磁性能，不但与结晶结构有关，而且与磁性离子在结晶结构中的分布情况有关。改变铁氧体中磁性离子或非磁性离子的成分，可以改变磁性离子在结晶结构中的分布。此外铁氧体制备过程中，烧结的工艺条件也对磁性离子的分布有影响。因此为了掌握铁氧体材料的基本特征，必须了解各种铁氧体的结晶结构；金属离子在结晶结构中的分布情况；以及如何改变它们的分布情况。