VẬT LIỆU ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - VẬT LIỆU TỪ ppt

THỰC HIỆN: THẠC SỸ PHẠM XUÂN HỔ VẬT LIỆU TỪ (MAGNETIC MATERIALS) VẬT LIỆU ĐIỆN - ĐIỆN TỬ (ELECTRONIC & ELECTRICAL MATERIALS) VAÄT LIEÄU TÖØ (MAGNETIC MATERIALS) I. NGUO I. NGUO N GO N GO C T C T ệỉ ệỉ T T NH CU NH CU A VA A VA T LIE T LIE U U II. II. ẹ ẹ A A ậ ậ C T C T NH T NH T ệỉ ệỉ HOA HOA CUA CUA VA VA T LIE T LIE U U III. TO III. TO N HAO TRONG VA N HAO TRONG VA T LIE T LIE U T U T ệỉ ệỉ IV. IV. ệ ệ NG DU NG DU ẽ ẽ NG CU NG CU A VA A VA T LIE T LIE U T U T ệỉ ệỉ NOI DUNG : NGUO NGUO À À N GO N GO Á Á C T C T Ừ Ừ T T Í Í NH CU NH CU Û Û A VA A VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U U M L M s M NT ¾ M S : MOMENT DO ELECTRON CHUYỂN ĐỘNG SPIN ¾ M l : MOMENT DO ELECTRON CHUYỂN ĐỘNG QUANH Q ĐẠO ¾ M NT : MOMENT TỪ NGUYÊN TỬ M NT = ΣM S + ΣM L NGUO NGUO À À N GO N GO Á Á C T C T ÖØ ÖØ T T Í Í NH CU NH CU Û Û A VA A VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U U Đ Đ O O Ä Ä T T Ừ Ừ HOA HOA Ù Ù CU CU Û Û A VA A VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U U Độ từ hoá của vật liệu là tổng moment từ có trong 1 đơn vò thể tích khi đặt vật liệu trong từ trường (χ: Độ cảm từ) . M H χ =  Moment phân cực từ M khi đặt vật liệu trong từ trường 00 M J MH μ μχ = = Từ cảm B quan hệ tỉ lệ với cường độ từ trường B = μ 0 (H +M) B = μ 0 (1 + χ).H μ = μ 0 .μ r : được gọi là hệ số từ thẩm tuyệt đối μ r = (1 + χ) được gọi là hệ số từ thẩm tương đối HE HE Ä Ä THO THO Á Á NG NG Ñ Ñ ÔN VÒ T ÔN VÒ T ÖØ ÖØ VA VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U NGHÒCH T U NGHÒCH T ÖØ ÖØ ; THUA ; THUA Ä Ä N T N T ÖØ ÖØ ; SA ; SA É É T T T T ÖØ ÖØ H ≠ 0 H = 0 H = 0 H ≠ 0 VAÄT LIEÄU NGHÒCH TÖØ χ = -10 -6 (Zn,Au,Hg,Si,P,S) VAÄT LIEÄU THUAÄN TÖØ χ≈10 -5 ÷ 10 -1 H = 0 VAÄT LIEÄU SAÉT TÖØ χ = -10 -6 (Fe,Ni,Co) Chất nghịch từ (Diamagnetic substances), là chất không có môment từ nguyên tử. Tổng môment từ của các điện tử trong chất bằng =0, khi không có từ trường ngoài. Khi đặt vào từ trường B 0 , có thể hiểu giống như quy tắc cảm ứng điện từ là sẽ sinh ra một từ trường phụ bù trừ với từ trường ngoài (B'< B 0 ngược chiều với B 0 ) Các chất như Bi, H_2O, Si, Pb, Cu là các chất nghịch từ điển hình. Bình thường, ta không quan sát thấy hiện tượng nghịch từ vì tính nghịch từ là rất yếu trong các từ trường thông thường. Nhưng nếu ta tiến hành các thí nghiệm ở từ trường cao, sẽ thấy hiện tượng này rõ ràng hơn. VA VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U NGHÒCH T U NGHÒCH T ÖØ ÖØ Chất thuận từ (Paramagnetic substances), là chất có mômen từ nguyên tử, nhưng các môment này không có tương tác với nhau nên ở trạng thái thường, tổng mômen từ bằng =0. Khi đặt vào từ trường ngoài B 0 , các mômen từ này có xu hướng xoay theo chiều của từ trường (cũng giống như sinh ra từ trường phụ) nên tính nghich từ của từng nguyên tử không còn ý nghĩa. Các chất thuận từ điển hình là Al, Na, O 2 Hình ảnh quen thuộc mà các bạn hay thấy là ôxy lỏng bị hút vào nam châm điện cũng chỉ quan sát thấy trong các nam châm mạnh bởi tính thuận từ cũng là tính chất yếu. Hình dưới đây mô tả cấu trúc từ của chất thuận từ VA VA Ä Ä T LIE T LIE Ä Ä U THUA U THUA Ä Ä N T N T ÖØ ÖØ [...]... cao ĐẶC TÍNH TỪ HOÁ CỦA VẬT LIỆU ĐẶC TÍNH TỪ HOÁ CỦA VẬT LIỆU DOMEN TỪ (VÙNG TỪ HOÁ) H=0 H VẬT LIỆU TỪ H≠0 H H H=0 BÃO HOÀ TỪ TRỄ TỪ ĐẶC TÍNH TỪ HOÁ CỦA VẬT LIỆU ĐẶC TÍNH TỪ HOÁ CỦA VẬT LIỆU VẬT LIỆU TỪ MỀM; TỪ CỨNG M; NG Vật liệu từ cứng: Là các vật liệu sắt từ khó từ hóa và khó khử từ thường dùng cho các ứng dụng lưu trữ từ trường như nam châm vĩnh cửu, vật liệu ghi từ Các vật liệu từ cứng điển... thành từ độ tự phát - spontaneous magnetization của vật liệu (có nghĩa là độ từ hóa tồn tại ngay cả khi khơng có từ trường) Nếu khơng có từ trường, do năng lượng nhiệt làm cho mơmen từ của các đơmen trong tồn khối sẽ sắp xếp hỗn độn do vậy tổng độ từ hóa của tồn khối vẫn bằng = 0 VẬT LIỆU NGHỊCH TỪ ; THUẬN TỪ VẬT LIỆU PHẢN SẮT TỪ; FERRI TỪ VẬT LIỆU PHẢN SẮT TỪ VẬT LIỆU FERRI TỪ VẬT LIỆU PHẢN SẮT TỪ Ở... là Nd2Fe14B, Sm2Co5, FePt Vật liệu từ mềm: Là các vật liệu sắt từ dễ từ hóa và dễ bị khử từ, thường dùng cho các ứng dụng hoạt động trong từ trường ngồi như lõi biến thế, nam châm điện, lõi dẫn từ, cảm biến từ trường Các vật liệu từ mềm điển hình là sắt silic (FeSi), hợp kim permalloy NiFe Năng lượng từ trong VẬT LIỆU từ cứng ng ng Tích năng lượng từ cực đại Là năng lượng từ lớn nhất có thể tồn trữ... và vật liệu từ cứng Tỉ số tích năng lượng từ cực đại chia cho tích lực kháng từ và từ dư được gọi là hệ số lồi của đường cong từ trễ, hay hệ số lồi của vật từ VẬT LIỆU TỪ MỀM; TỪ CỨNG M; NG Hợp kim Permalloy (Ni {100-x} Fex) là hợp kim của Fe và Ni là vật liệu sắt từ mềm cao cấp có độ từ thẩm rất cao, có tính dẻo rất tốt, khả năng chịu mài mòn và chống ăn mòn cao, nhưng từ độ bão hồ khơng cao Độ từ. .. phát điện Tính chất của permalloy phụ thuộc mạnh vào tỉ số Fe và Ni trong vật liệu VẬT LIỆU TỪ giảo Từ giảo - Magntostriction (hiệu ứng từ đàn hồi): Hiệu ứng từ giảo là hiệu ứng thay đổi kích thước vật từ dưới tác dụng của từ trường ngồi Khi ta đặt một từ trường ngồi, kích thước của vật thay đổi, đó là hiệu ứng từ giảo thuận, còn nếu thay đổi kích thước của vật dẫn đến thay đổi từ tính, đó là từ giảo... đơn vị thể tích vật từ, liên quan đến khả năng sản sinh từ trường của vật từ, thường là tham số kỹ thuật của các nam châm vĩnh cửu và vật liệu từ cứng Tích năng lượng từ cực đại được xác định trên đường cong khử từ B(H) trong góc 1/4 thứ 2, là điểm có giá trị tích B.H lớn nhất Tích năng lượng từ là tham số dẫn suất, phụ thuộc vào các tính chất từ nội tại của vật liệu và hình dạng của vật liệu, thường... Các hiệu ứng từ điện trở của các chất sắt từ cũng đang được khai thác để ra đời các linh kiện điện tử thế hệ mới gọi là spintronic, tức là các linh kiện hoạt động bằng cách điều khiển spin của điện tử ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU TỪ NG NG XU THẾ MỚI TRONG NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU TỪ 1 Các màng mỏng ghi từ mật độ cao Ứng dụng trong các ổ cứng lưu trữ thơng tin Đó là các màng mỏng từ (có tính chất từ cứng) mà tiêu... 4 Vật liệu có hiệu ứng từ trở khổng lồ, cơng nghệ spintronics Nghiên cứu về các vật liệu khối, màng mỏng có hiệu ứng từ trở khổng lồ, ứng dụng trong các đầu đọc tốc độ cao, bộ nhớ RAM từ điện trở Đây đang là cơng nghệ mới của TK 21 5 Các vật liệu có hiệu ứng từ giảo ứng dụng trong cơng nghệ vi cơ Từ giảo là sự thay đổi kích cỡ, hình dạng của vật liệu dưới tác dụng của từ trường 6 Các chất lỏng từ. ..VẬT LIỆU SẮT TỪ Chất sắt từ là các chất có mơmen từ ngun tử Nhưng nó khác biệt so với các chất thuận từ ở chỗ các mơmen từ này lớn hơn và có khả năng tương tác với nhau (tương tác trao đổi sắt từ - Ferromagnetic exchange interaction) Tương tác này dẫn đến việc hình thành trong lòng vật liệu các vùng (gọi là các đơmen từ - Magnetic Domain) mà trong mỗi đơmen này, các mơmen từ sắp xếp hồn... như chất phản sắt từ có 2 phân mạng từ đối song song và bù trừ nhau thì feri từ có cấu trúc gần giống như vậy Feri từ cũng có 2 phân mạng từ đối song song, nhưng khơng có độ lớn như nhau nên khơng bù trừ hồn tồn Do vậy feri từ còn được gọi là các phản sắt từ bù trừ khơng hồn tồn Ferrite là các ferri từ điển hình Chúng có hành vi gần giống với các chất sắt từ VẬT LIỆU FERRI TỪ Vật liệu gốm Ferite (MeO.Fe2O3) . LIE Ä Ä U U Độ từ hoá của vật liệu là tổng moment từ có trong 1 đơn vò thể tích khi đặt vật liệu trong từ trường (χ: Độ cảm từ) . M H χ =  Moment phân cực từ M khi đặt vật liệu trong từ trường 00 . THỰC HIỆN: THẠC SỸ PHẠM XUÂN HỔ VẬT LIỆU TỪ (MAGNETIC MATERIALS) VẬT LIỆU ĐIỆN - ĐIỆN TỬ (ELECTRONIC & ELECTRICAL MATERIALS) VAÄT LIEÄU TÖØ (MAGNETIC MATERIALS) I = -1 0 -6 (Zn,Au,Hg,Si,P,S) VAÄT LIEÄU THUAÄN TÖØ χ≈10 -5 ÷ 10 -1 H = 0 VAÄT LIEÄU SAÉT TÖØ χ = -1 0 -6 (Fe,Ni,Co) Chất nghịch từ (Diamagnetic substances), là chất không có môment từ nguyên tử.