磁学基础与磁性材料 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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严密 著

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出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308046428

商品编码：10599248190

出版时间：2006-05-01

作  者:严密 著作 定  价:25 出 版 社:浙江大学出版社 出版日期:2006年05月01日 ISBN:9787308046428 ●暂无

内容简介

暂无

《磁学前沿：从微观原理到宏观应用》 第一章：磁性现象的起源——原子结构与电子的奥秘 本章将深入探讨构成物质最基本单元——原子的内部构造。我们将从玻尔模型和量子力学模型出发，详细解析电子在原子核外运动的特点，特别是其固有的角动量和磁矩。你将了解什么是轨道磁矩，它是如何由电子绕原子核的运动产生的，以及它在宏观磁现象中所扮演的角色。 接着，我们将聚焦于电子的另一种基本属性——自旋。自旋角动量是电子固有的性质，与轨道运动无关，但同样产生磁矩。我们将解释自旋磁矩是如何量子化的，以及它是如何与电子的电荷分布相互作用，最终形成微观磁偶极子。本章还将初步介绍原子磁矩的形成，以及不同原子内部电子排布的差异如何导致原子磁性的不同。例如，闭合电子壳层原子为何通常没有净磁矩，而具有未成对电子的原子则可能表现出显著的磁性。 第二章：磁场与磁化——物质如何响应外部磁场 本章将系统地介绍磁场的概念及其性质。我们将从毕奥-萨瓦尔定律和安培环路定律出发，讲解磁场是如何由电流产生，以及磁场在空间中传播和分布的规律。你将学习如何计算不同电流分布产生的磁场，并理解磁场强度（H）和磁感应强度（B）这两个基本物理量的意义和区别。 在此基础上，我们将深入探讨物质在外部磁场作用下的响应，即磁化过程。我们将详细阐述三种主要的磁化机制：抗磁性、顺磁性和铁磁性。 抗磁性： 介绍在所有物质中都存在的微弱磁性，它是由外部磁场诱导原子内电子轨道运动发生微小改变而产生的，并且总是与外部磁场方向相反。我们将解释抗磁性产生的微观原因，以及哪些物质容易表现出抗磁性。 顺磁性： 详细解析当物质中存在永久性原子磁矩时，外部磁场如何使这些原子磁矩在一定程度上取向与外部磁场平行，从而产生与外部磁场方向相同的弱磁化。我们将讨论顺磁性物质的磁化强度与温度、外加磁场强度的关系，并介绍居里定律。 铁磁性： 这是本章的重点。我们将深入剖析铁磁性物质之所以表现出强磁性的根本原因——电子自旋之间的交换相互作用。你将学习到自旋在交换相互作用下会发生集体排列，形成具有宏观磁矩的磁畴。我们将详细介绍磁畴结构、磁畴壁以及磁畴在外部磁场作用下的运动和转动如何导致宏观磁化强度的显著变化。本章还将引入磁滞回线这一关键概念，解释其形成原因，并介绍矫顽力、剩磁等重要参数的物理意义。 第三章：铁磁材料的微观磁结构——磁畴与畴壁的动力学 本章将以前一章介绍的铁磁性为基础，更加细致地审视铁磁材料的内部微观结构。我们将深入探讨磁畴的形成机制，以及不同材料中磁畴形状和尺寸的差异。你将了解磁畴的形成是为了降低体系的总磁能，包括交换能、磁晶异向性能量、磁致伸缩能以及形状磁能。 我们将详细讲解磁畴壁的结构和性质。磁畴壁并非一个锐利的界面，而是一个电子自旋逐渐转动的区域。你将学习到不同类型的磁畴壁（例如180°畴壁和90°畴壁）以及它们的能量。畴壁的移动是铁磁材料宏观磁化的重要来源，本章将重点分析畴壁移动的动力学过程，包括其对外部磁场、内部缺陷和应力的响应。 此外，本章还将介绍磁畴的形核和生长机制。理解这些过程对于控制铁磁材料的磁性能至关重要。例如，通过控制材料的制备工艺，可以影响磁畴的大小和形状，进而调控材料的矫顽力、剩磁等。我们还将初步触及一些影响磁畴动力学的因素，例如材料中的位错、晶界、杂质原子等。 第四章：磁性材料的分类与性质——从微观到宏观的性能解读 本章将对各种磁性材料进行系统性的分类，并深入分析它们在不同磁化机制下的具体性质。 软磁材料： 介绍易于磁化和退磁的材料，它们具有低的矫顽力和高的磁导率。我们将重点讲解这类材料的应用，例如在变压器铁芯、电感器、电磁屏蔽等领域。我们将分析造成软磁性的微观原因，例如大尺寸磁畴、易于移动的畴壁以及小的磁晶异向性能量。 硬磁材料： 介绍难于磁化和退磁的材料，它们具有高的矫顽力和高的剩磁。我们将详细讨论硬磁材料在永磁体制造中的应用，例如在电机、扬声器、磁记录介质等领域。我们将分析造成硬磁性的微观原因，例如小的磁畴尺寸、钉扎在缺陷上的畴壁以及高的磁晶异向性能量。 其他特殊磁性材料： 本章还将介绍一些具有特殊磁性的材料，包括： 反铁磁材料： 介绍相邻原子磁矩方向相反且大小相等，宏观上表现为无磁性或弱磁性的材料，并探讨其潜在应用。 亚铁磁材料： 介绍具有不同磁子格的原子磁矩方向相反，但大小不等，宏观上表现为弱铁磁性的材料，例如铁氧体，并介绍其应用。 巨磁电阻材料（GMR）： 介绍在外加磁场作用下电阻发生巨大变化的材料，以及其在磁存储和传感器领域的革命性应用。 磁致伸缩材料： 介绍在外加磁场作用下发生形变，或在外加应力作用下磁性能发生变化的材料，及其在传感器和执行器中的应用。 第五章：现代磁性材料的制备与表征——从纳米尺度到宏观应用 本章将聚焦于现代磁性材料的制备技术以及性能表征方法。 制备技术： 我们将介绍多种先进的磁性材料制备技术，包括： 固相反应法： 适用于制备块体磁性材料，介绍其基本原理和工艺流程。 液相法（溶胶-凝胶法、共沉淀法等）： 适用于制备纳米级磁性粉体和薄膜，讨论其优点和局限性。 气相沉积法（PVD、CVD）： 适用于制备高质量的磁性薄膜和多层结构，介绍不同气相沉积技术的原理和应用。 纳米材料制备技术（如水热法、微波法）： 介绍制备具有特殊形貌和尺寸的纳米磁性材料的方法。 性能表征： 我们将介绍用于测量和分析磁性材料宏观和微观磁性能的关键表征技术： 振动样品磁力计（VSM）和超导量子干涉仪（SQUID）： 用于测量宏观磁化曲线、饱和磁化强度、剩磁、矫顽力等。 磁滞回线测量： 详细解释如何通过这些仪器获得磁滞回线，并解读其中的关键参数。 X射线衍射（XRD）： 用于确定材料的晶体结构和相组成。 透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）： 用于观察材料的微观形貌、晶粒尺寸、磁畴结构等。 磁力显微镜（MFM）： 用于直接可视化材料表面的磁畴结构。 霍尔效应测量： 用于研究材料的导电性能和磁电学性质。 第六章：磁性材料在现代科技中的应用——从信息存储到能源转化 本章将以前面章节的知识为基础，系统地阐述磁性材料在各个领域的广泛而重要的应用。 信息存储技术： 磁记录介质： 详细介绍硬磁盘驱动器（HDD）和磁带的工作原理，以及磁性颗粒在记录信息中的作用。 磁性随机存取存储器（MRAM）： 探讨基于磁隧道结（MTJ）的MRAM技术，以及其在非易失性存储器领域的潜力。 磁泡存储器（已较少应用但具有历史意义）： 简单介绍其工作原理。 能源领域： 永磁电机和发电机： 介绍高性能永磁体（如钕铁硼）在电动汽车、风力发电机中的关键作用，以及如何提高能源转化效率。 磁分离技术： 介绍如何利用磁性材料实现液体或固体中的颗粒分离，应用于环境保护和资源回收。 磁制冷： 介绍基于磁热效应的磁制冷技术，及其作为一种环保制冷方式的潜力。 生物医学领域： 磁共振成像（MRI）： 解释MRI成像原理，以及超顺磁性纳米颗粒在造影剂中的应用。 药物靶向输送： 介绍如何利用磁性纳米粒子将药物精确输送到病灶部位。 磁分离生物样本： 介绍磁珠在生物分子分离和检测中的应用。 传感器与执行器： 磁传感器： 介绍各种磁传感器（如霍尔传感器、磁阻传感器）在汽车、工业自动化、消费电子中的应用。 磁致伸缩执行器： 介绍其在精密定位和振动控制中的应用。 其他前沿应用： 磁流体： 介绍其在密封、减震等领域的应用。 超导磁体： 简要介绍其在科学研究和医疗设备中的作用。 第七章：未来磁性材料的发展趋势与挑战 本章将展望磁性材料领域的未来发展方向，并探讨当前面临的关键挑战。 纳米磁性材料： 探讨尺寸效应如何赋予纳米磁性材料独特的性能，以及在数据存储、生物医学和催化等领域的应用前景。 自旋电子学（Spintronics）： 深入介绍利用电子自旋的特性来存储和处理信息的技术，包括磁隧道结、自旋注入、自旋传输等概念，以及其在低功耗电子器件中的巨大潜力。 人工智能与磁性材料设计： 探讨如何利用机器学习和人工智能技术加速新型磁性材料的设计和性能预测。 可持续性与环保： 关注稀土资源的短缺问题，以及开发高性能、低成本、环保型磁性材料的重要性。 多功能集成材料： 展望将磁性与其他功能（如光学、电学）结合，开发出更先进的智能材料。 本章将鼓励读者思考，磁性材料作为一门不断发展的学科，其创新和进步将如何持续地推动科学技术的发展，并为人类社会带来更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最先留意到的就是它对一些经典磁性现象的解释方式。我一直对居里温度和布里渊区的概念感到好奇，希望能在这本书中找到清晰且易于理解的阐述。这本书的封面虽然没有太多花哨的设计，但它的颜色搭配和字体选择都显得非常专业和沉静，一看就知道是值得认真阅读的书籍。我希望书中能够详细讲解不同磁性材料的微观结构与宏观磁性能之间的关系。例如，晶体结构对磁各向异性的影响，以及合金成分的微调如何改变材料的磁畴壁移动特性，进而影响其软磁或硬磁特性。我尤其想了解关于反铁磁材料和亚铁磁材料的特性，它们与铁磁材料在磁矩排列上有什么根本区别，又在哪些特定应用中具有优势？例如，反铁磁材料在高速自旋电子器件中的应用潜力，以及亚铁磁材料在某些特殊传感器中的作用。我希望这本书能提供足够多的图示和实例，来帮助我理解这些抽象的概念，并且能让我看到这些基础理论是如何转化为实际应用，比如在高性能电机的设计中，如何选择合适的永磁材料以达到最佳的功率密度和效率。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《磁学基础与磁性材料》后，最先吸引我的是它详尽的参考文献和附录部分。这种严谨的学术态度，让我对这本书的内容充满了信心。虽然我不是专业研究人员，但我一直对磁学在现代科技中的作用感到着迷。比如，在信息存储技术方面，从传统的磁带到现在的固态硬盘，磁性材料一直是核心。这本书是否会深入探讨不同存储介质的磁学原理，以及它们在密度、速度和稳定性上的发展趋势？我特别想了解的是，在微纳尺度下，磁畴的行为是如何被控制的，以及如何利用这些控制来实现更高密度的数据存储。另外，在新能源领域，永磁材料在电动汽车和风力发电机中的应用越来越广泛，书中能否介绍一下不同永磁材料的优缺点，以及它们在能量转换效率和材料成本上的权衡？我更关心的是，书中是否会涉及一些前沿的磁性材料，比如拓扑磁性材料或者自旋电子材料，它们在量子计算和新型传感器等领域展现出的巨大潜力。如果能有相关的基础理论介绍和应用前景展望，那将是非常有价值的。读这本书，我希望能对磁学有一个更系统、更深入的理解，从而更好地认识科技进步的底层逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量真的让人眼前一亮。纸张的触感很舒服，不是那种粗糙的纸，也不是那种容易反光的亮面纸，阅读起来非常舒适，长时间看也不会觉得眼睛疲劳。封面虽然朴实，但细节处做得很好，文字清晰，图案有质感。我尤其喜欢它章节之间的过渡处理，逻辑性很强，不会让人觉得突然跳跃。我目前最想了解的是关于磁场对材料性能的影响，特别是当材料处于极端环境下，比如高温、高压或者强辐射下，其磁性能会发生哪些变化，又有哪些理论可以解释这些变化。例如，在太空探索或者核能领域，材料的稳定性和可靠性至关重要，了解它们在严酷环境下的磁行为，对于设计和选择合适的材料至关重要。我希望书中能提供一些具体的案例分析，比如某种材料在遭受某种极端条件后，其磁畴结构是如何重组的，以及这种重组如何导致了磁导率的下降或者矫顽力的升高。另外，对于磁畴壁在材料中的运动机制，比如钉扎效应以及如何通过微观结构设计来控制畴壁运动，从而优化材料的磁响应速度，我也充满了好奇。这本书给我的第一印象就是，它不像某些教科书那样枯燥乏味，而是充满了引导性和启发性，能激发读者主动去思考和探索。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本《磁学基础与磁性材料》后，最先吸引我的便是它在内容编排上的循序渐进。从基础的磁场理论，到复杂的磁性材料分类和应用，都安排得条理清晰。我尤其希望能在这本书中找到关于磁畴结构演变和磁畴壁动力学的详细阐述。因为我之前阅读的一些资料，在这方面总是感觉不够深入，比如磁畴壁在不同温度下的宽度和迁移率，以及外部磁场对其形状和移动速度的影响。这本书是否会提供一些定量的模型来描述这些过程？另外，我一直对巨磁电阻效应和隧道磁电阻效应很感兴趣，它们在磁存储和传感器领域有着革命性的应用。我希望书中能深入剖析这些效应产生的物理机制，并介绍一些典型的应用案例。比如，在硬盘驱动器中，巨磁电阻读写头是如何工作的？在MRAM（磁性随机存取存储器）中，隧道磁电阻是如何被利用来实现非易失性存储的？我更希望的是，这本书能不仅仅停留在理论层面，而是能提供一些与当前技术发展紧密相关的材料和器件的实例，让我能更好地理解磁学研究的实际意义和未来方向。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《磁学基础与磁性材料》，拿到手上沉甸甸的，感觉内容一定很扎实。我之前对磁学这块儿一直有点朦胧，尤其是涉及到一些更深层次的理论，比如磁畴壁的动力学，畴结构在不同温度和磁场下的演变，以及它如何影响宏观磁性能，总是觉得抓不住重点。这本书的封面设计也很简洁大气，一看就不是那种花里胡哨的，比较务实。翻开目录，看到了“磁畴理论”、“铁磁性相变”、“剩磁与矫顽力”这些章节，感觉非常对我的胃口。我特别好奇书中会不会详细讲解不同类型的磁性材料，比如软磁材料和硬磁材料，它们在微观结构上的差异，以及这些差异是如何决定了它们在实际应用中的表现。比如，软磁材料在电力电子设备中扮演着怎样的角色？为什么它们需要低损耗和高导磁率？而硬磁材料，像钕铁硼，又是如何实现如此高的矫顽力和剩磁，从而在永磁电机和数据存储领域大放异彩的？书中能否深入剖析这些材料的磁化过程，从晶体结构、电子自旋到宏观磁场，层层递进地展现其内在联系，我会非常期待。另外，我对磁致伸缩效应和磁致电阻效应也很感兴趣，这些现象在传感器和新型器件设计中有着重要的应用潜力，希望书中能有精彩的阐述。